違背了標準生物學!這些異常巨大的病毒會產生自己的基因
它們於2013年首次在智利的聖地亞哥海灘被發現。這些巨大的病毒和你的花園病毒,亞顯微病毒有很大的不同。
不僅是潘多拉病毒家族的成員愚蠢的巨大,這些微生物也比任何病毒擁有更多的基因。現在,三個新成員的發現可能最終會幫助我們理解它們為什麼這麼大,並可能引導我們找到所有病毒的起源。
法國研究人員進行的一項新的分析發現,儘管熊貓大盜科的成員在結構和功能上有很多相似之處,但這六個已知的病毒重量級的例子卻驚人地缺乏共同的基因。
這麼大,奇怪的是,像這樣的超大病毒對科學來說是如此的新鮮。但它們的大小正是它們長期隱藏的原因。
第一個巨型病毒家族在2003年的文獻中被描述,它被誤認為是一種小的革蘭氏陽性細菌而被命名為米米維科。大多數的病毒顆粒是用少量納米尺度來測量的,但不是這種「細菌模擬」——它的體積是數百倍,達到了微米大小。
研究人員在他們生活的變形蟲細胞中尋找更多的mimimivirus樣本時,偶然發現了另一個同樣巨大的怪物。
兩種新的熊貓病毒在2013年被公布。在智利的Tunquen海灘的沉積物中發現了一個。另一種是在澳大利亞的拉特羅布大學旁邊的池塘里分離出來的變形蟲。
三分之一的病例在兩年後被追溯發現,這是2008年一項關於變形蟲污染一名被診斷為角膜炎的婦女的隱形眼鏡病例的案例研究。
大多數病毒並不需要大量的基因來繁殖——它們僅有的一點點基因被用來有效地劫持其他有機體的細胞機制。但是巨大的病毒在這裡有另一個例外。
和mimimivirus一樣,pandoravirus也有大的基因組來匹配它們明顯的周長。目前的記錄保持者是熊貓病毒salinus,有多達2473千對鹼基對。那麼,當進化傾向於鼓勵其他病毒輕裝上陣時,為什麼攜帶這麼多病毒呢?
一個線索可能是這些基因的性質。之前的研究表明,只有7%的人在其他生物體中找到了匹配的基因,這表明他們很清楚地代表了不同的進化途徑。
生命之樹中任何一個分支特有的基因都被稱為「孤兒」。在一個地方看到這麼多的孤兒基因是很不尋常的。最近發現的兩種新的熊貓病毒種類總共有6種,這些孤兒基因最終可以被詳細的比較。
首先令人震驚的是,它們都是獨一無二的。
他們不僅是孤兒,因為他們與其他任何物種都不一樣,他們也完全不同於其他潘多拉病毒的基因。
但這是第二個令人驚訝的發現,給了研究人員一個線索,告訴他們發生了什麼。孤兒基因包含非編碼「基因間」區域的特徵。
這描繪了一幅病毒的圖片,從一堆雜亂無章的非功能性編碼中提取出新的、定製的基因,而不是從共享的祖先那裡繼承它們,然後通過突變進行調整。
結構和基因組信息實驗室的高級作者Jean-Michel Claverie說:「如果這是真的,那麼對巨型病毒基因進化起源的長期探索將會結束。」
這將使這些病毒進入生物學的一個相當有趣的分支,在那裡,基因通常是從零開始創造的,而不是從已經存在的圖書館中進行調整。
現在我們知道要找什麼了,大量的病毒到處都是。今年早些時候,在巴西的mimimiviridae家族中發現的兩種新菌株被發現具有難以置信的複雜的編碼基因。
它們的大小、複雜性和病毒之間的獨特性,首先為我們了解生物學的邊緣元素是如何進化的提供了急需的洞察力。
這場爭論遠未得到解決。但這個新發現增加了一個有趣的視角,它可能暗示了許多病毒的起源,如果不是所有的病毒都存在於生命之樹的最深處。
這項研究發表在《自然通訊》上。
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