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科学家发现已知最大病毒:或成第四个生命域
发布时间2019年08月13日 21:58    文章来源:生物谷   点击量:

2013年7月19日一项研究指出,科学家已经发现了已知最大的病毒:Pandoravirus。这一发现也提出了一系列全新的科学问题,甚至预示着第四个生命域(domain)的出现。在生物分类系统中,三域系统的生物演化树包括真细菌、古菌和真核生物三个域,而作为非细胞生物的病毒并不包含在生物分类系统中。

 

新发现的超大型病毒被归为Pandoravirus属(属是介于科和种之间的分类级别),其长度约为1微米——这已经使其他的病毒相形见绌。大部分病毒的大小在50纳米到100纳米之间。

 

与其他病毒相比,Pandoravirus除了体积超大之外,还具有超大的脱氧核糖核酸(DNA):共有2500个基因。大部分的病毒DNA只有10个基因。十年前,巨型病毒Mimivirus的发现也在微生物学界引起了类似的轰动。Mimivirus是首次发现的从实体及基因角度都极其巨大的病毒,其长度大约为0.7微米。

 

在发现Mimivirus之后,科学家又发现了比其更大的病毒Megaviruschilensis。研究合着者,法国艾克斯-马赛大学的微生物学家让·米歇尔·克拉维莱(Jean-MichelClaverie)说:“我们对病毒的大小的极限思考了很多,这也是我们为什么要建立更多实验室,来寻找这些奇异事物的原因。”

 

克拉维莱目前属于微生物学家尚塔尔·阿贝热尔(Chantal Abergel)的研究团队。他们从水体沉积物中开始寻找更多的巨型病毒。这些沉积物中具有丰富的变形虫(阿米巴),而变形虫正是巨型病毒的宿主。

 

不出所料,研究者发现了两种超大型病毒:Pandoravirussalinus是从智利Tunquen河口的沉积物中采集到的;Pandoravirusdulcis则来自澳大利亚墨尔本附近的一个淡水池塘。二者都寄生在变形虫的体内。研究团队称:“发现这样一种全新的病毒,其意义每隔五十年就会有巨大的不同——这是一次重大的发现。”他们的研究结果发表在近期的《科学》(Science)杂志上。

 

为何之前未发现Pandoravirus?

 

那么,为何科学家在之前没有发现Pandoravirus?答案有好几个,但其中最简单的一个是:许多科学家依然认为病毒比细胞微小得多——他们还不习惯在更大的尺度上看待病毒。

 

克拉维莱说:“当人们在观察细胞内部的时候,他们有时候会看到一些大小比较奇怪,或者含有未知的内容物,或者几何形状超出常规的物体。他们不会想到病毒,而是认为这有可能是某种细菌。”当科学家在实验室中试图培养这些“细菌”的时候,往往得不到想要的结果——但这也不会使他们感到意外,因为海洋中的细菌最多只有60%能够在实验室里培养成功。

 

研究人员还指出,Pandoravirus可能早在13年前就已经被发现了,但当时科学家并不清楚它是什么。研究团队在搜索相关文献时,发现在一篇描述变形虫“Acanthamoeba”体内寄生生物的文献中,提到了类似Pandoravirus的颗粒物质。

 

Pandoravirus与其他病毒的不同之处

 

简而言之,Pandoravirus与其他病毒之间的共同点很少——“有些方面让我们感到特别惊奇。”研究团队称。

 

例如,这些病毒以一种奇特的方式繁殖。大多数病毒会先建造一个空的衣壳,然后逐渐将DNA填充进去。奇怪的是,Pandoravirus会同时完成这些过程,研究团队将其称为“编织”(knitting)过程。

 

或许最让人感到震惊的是,在Pandoravirus的基因组(共2500个基因)中,有93%不能追溯到自然界已知任何的生物演化支系中。换句话说,它们和我们相比几乎就像是外星生命一样。

 

研究团队指出,这些独特的基因很可能是“第四个生命域”存在的证据。现在被广为接受的三域系统中包括了细菌、古菌和真核生物,人类等复杂生命体都属于真核生物域。研究者称,三域系统很可能“是错误的,我们忽略了一部分拼图”。

 

需要了解的方面

 

最重要的一点是,这些病毒并不会对人类造成伤害。研究团队强调:绝大多数病毒感染的是其他微生物。

 

事实上,许多Pandoravirus以及类似的海洋病毒可能在自然界中扮演着有益的角色,只是这种机制很难被发现。例如,这些病毒会感染海洋浮游植物,调节其密度变化。海洋浮游植物制造了地球近一半的氧气,也是海洋食物链的基础。

 

研究团队补充道,Pandoravirus的发现“显示了我们对地球微生物的了解有多么浅薄。”(生物谷 Bioon.com)

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