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科学家发现一种神秘病毒:基因组中90%是陌生基因

2020-2-17 20:01

病毒是世界上最小的生命形式之一,其实它们是否真的是生命,目前也尚无定论,因为它们不能在宿主有机体之外生存或繁殖。

最近科学家们发现了一种新型病毒,而让科学家们百思不得其解的是,这种病毒的基因组对科学界来说几乎是前所未见的,它的基因组由以前从未在病毒研究中记录过的陌生基因组成。

神秘的Yara病毒

在巴西贝洛奥里藏特市的 Pampulha 人工湖中,科学家从变形虫体内收集到一种 “神秘” 病毒,它比通常已知的变形虫病毒要小得多。

科学家将其命名为 “Yara” 病毒,也被称为 “Iara” 病毒,Yara 意为 “众水之母”,她代表着巴西神话中一个美人鱼般的人物。就目前来看,“Yara” 病毒就像这个神话人物一样神秘。

科学家们对构成 Yara 病毒的基因组进行测序时发现,其中 90% 以上是以前从未发现过的基因。

图 | Yara 病毒(来源:bioRxiv 网站)

发现这一病毒的团队在生命科学预印本网站 bioRxiv 上发表的论文中写道: “我们发现了 Yara 病毒,这是一种变形虫病毒的新谱系,其起源和系统发育令人费解。

该团队的两名资深成员是:法国马赛大学的病毒学家 Bernard La Scola 和巴西米纳斯联邦大学的病毒学家 Jonatas S. Abrahao。两年前,他们二人还协助发现了另一种新的水生病毒:Tupan 病毒(Tupanvirus),这是一种在极端水生栖息地发现的巨型病毒。

巨型病毒

与普通病毒不同,巨型病毒之所以被称为巨型病毒,是因为它们有巨大的衣壳——包裹病毒粒子的蛋白质外壳。巨型病毒是在本世纪才被发现的,它们不仅因其大小而引人注目,它们还拥有更复杂的基因组,这使它们有能力合成蛋白质,也因此可以进行 DNA 修复、DNA 复制、转录和翻译等工作。

在发现巨型病毒之前,人们认为病毒不能做到这些事情,因为病毒是相对惰性的非生命体,只能感染宿主。

我们现在知道,病毒比以前认为的要复杂得多。近年来,科学家们陆续发现了其他种类的病毒,它们同样引起了我们对病毒如何传播和发挥作用的思考。

新发现的 Yara 病毒由 80 纳米大小的微粒组成,但它并不是巨型病毒。值得注意的是,它的基因组十分独特。

Abrahao 表示,Yara 病毒的一些基因看起来像是巨型病毒的基因,但是目前还不清楚这两者之间的关系。

90% 的基因从未见过

Yara 病毒只有 6 个基因与公共科学数据库中已知的病毒基因有明显的相似之处,研究人员对超过 8500 个公共可获得的亚基因组研究进行了对比,但是并没有找到与 Yara 病毒有什么密切关系。

论文写道:“大多数已知的变形虫病毒具有许多共同的特征,这最终促使研究人员将它们划分为共同的进化群。与其他分离的变形虫病毒不同的是,Yara 病毒并不是由巨大的颗粒和复杂的基因组组成,而是同时携带大量以前没有见过的基因。

在研究中,研究人员发现超过 90% 的 Yara 病毒基因以前从未见过,也就是所谓的孤儿基因(orphan genes,又名 ORFans)。

至于 Yara 病毒究竟是什么病毒,科学家们目前只能推测。他们认为这可能是未知的变形虫病毒群的第一个独立病例,或者可能是一种未知的巨型病毒,它可能会以某种方式进化成一种简化的病毒形式。

我们还有很多东西要学习

“不管怎样,很明显我们还有很多东西要学习。组成病毒颗粒的未知蛋白质的数量反映了病毒世界中存在的变异性,还有太多新的病毒基因组有待发现”,Abrahao 说。

Abrahao 和他的同事们现在正在研究这种新型病毒的其他特征。

一位与该研究无关的科学家表示,这些发现代表着“一个全新的宝库,里面或许藏着人类以前从未见过的生化过程”。

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