新發現的巨大病毒,正挑戰我們對病毒的認知

作者 | 發布日期 2018 年 03 月 26 日 7:45 | 分類 生物科技 , 自然科學 follow us in feedly

一般來說,病毒並不被視為生物界的一員。首先,它無法離開宿主獨立存活太久,且它們沒有代謝系統,也無法生產蛋白質提供自身所需能量,故科學家常將是否能獨立進行轉譯作用當成區分病毒和生物的一種方式。然而,自從一種稱做擬菌病毒(Acanthamoeba polyphaga mimivirus,APMV,普遍簡稱為米米病毒)的巨大病毒於 2003 年發現後,病毒的定義已在科學家心中動搖了。這類病毒的體型比多數細菌還巨大,還有比其他病毒龐大的基因體,甚至認為比起組成生命的細胞還要古老。



最近刊登於《自然通訊》期刊的論文告訴我們,又有兩種巨大病毒在巴西的蘇打湖(以高鹽度和 pH 值著稱,和原始生命的環境相似,也被視為地球上最極端的水生環境之一),以及里約熱內盧外約 3 千公尺深的海洋沉積物中分別發現,兩者同樣分類到擬菌病毒科。

成員分別來自法國、巴西以及瑞典,由法國艾克斯─馬賽大學(Aix-Marseille University)的病毒學家柏納德‧斯庫拉(Bernard La Scola)領導的研究團隊論文詳細介紹這兩種病毒。它們的名字叫做圖槃,命名源自南美瓜尼亞神話的雷神。完整病毒子的平均長度可達 1.2 微米,甚至有些可達 2.3 微米。有趣的是,體型的差異主要來自它們身上帶著一條十分巨大的圓柱型尾巴,這條奇特的尾巴長達約 550 奈米,直徑約 450 奈米,在顯微鏡下,尾巴並不是和病毒的殼緊密相連,不過超音波震盪或加入酵素都無法將兩者分離。

(Source:論文

尾巴和體型還不是圖槃病毒最顯著的特色,它們的基因體複雜度才真正讓科學家大吃一驚:具備多達 144 到 151 萬個鹼基對的雙股線型 DNA。根據科學家預測,能轉錄轉譯出多達 1,200 到 1,400 種蛋白質。在這些蛋白質中,有 70 種為 tRNA(Transfer RNA,細胞中用來進行轉譯作用的其中一種RNA)、20 種 aaRS(aminoacyl tRNA synthetase,將胺基酸接上 tRNA 的合成酶)、11 種轉譯過程的相關因子,以及和 tRNA / mRNA 突變與核醣體修飾有關的因子……幾乎具備了所有轉譯蛋白質所需基因,甚至研究團隊形容為「帶著已知病毒裡最完整的轉譯容器」。

「發現這些超級病毒後,我們才知道原來這些基因也會出現在病毒的基因體。」任教於巴西米納斯吉拉斯聯邦大學(Federal University of Minas Gerais)的助理教授喬納森‧亞伯拉罕(Jônatas S Abrahão)向巴西報紙《Estadão》表示。「這種特性改變了我們對病毒和由細胞形成的生物的分別。」除此之外,它還可以造成宿主細胞核醣體 RNA 失能及細胞核降解。好消息是,它並不會感染人類。和其他擬菌病毒一樣,倒楣的是又稱做變形蟲的阿米巴原蟲。和其他同類稍有不同的地方在於,圖槃病毒可以感染不同類型的變形蟲。

儘管目前所知十分驚人,但圖槃病毒的神祕面貌仍未完全解開:將近三成基因體仍然未知,這顯示科學家還有許多未知謎團要解開。不過得以預見的是,隨著對圖槃病毒的了解越深入,我們或許就能重新劃分病毒和生物的界限。

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