在菌根真菌中發現祖先粒線體病毒

局限於叢枝菌根真菌球囊菌亞門的一組新的粒線體病毒可能代表了粒線體病毒的祖先譜系。

粒線體幾乎是所有真核生物（細胞有細胞核的生物體）細胞中的細胞器。 它們原本是自由生活的細菌，能夠在氧氣存在的情況下產生能量； 然後被祖先真核細胞吞噬，在那裡它們變成了，細胞呼吸和許多重要代謝過程的場所。 在人類中，粒線體功能障礙與老化和許多疾病有關。

噬菌體是感染細菌的病毒。 與以前的細菌一樣，還有感染粒線體的病毒，稱為粒線體病毒，它是從噬菌體進化而來的。 雖然已發現粒線體病毒、植物和無脊椎動物，它們還沒有得到很好的研究。

由北海道大學副教授 Tatsuhiro Ezawa、都靈大學教授 Luisa Lanfranco 和義大利國家研究委員會 (CNR) 都靈的 Massimo Turina 博士領導的一個國際團隊發現了一組新的粒線體病毒，稱為大型雙線粒體病毒。 他們的研究結果發表在雜誌上姆比奧。

「目前的粒線體病毒是粒線體內的 RNA 分子，僅編碼用於基因組複製的 RNA 依賴性 RNA 聚合酶 (RdRp)，」Ezawa 解釋道。 「據推測，它們會影響植物病原體的毒力和植物對非生物脅迫的抵抗力。最有趣的是，粒線體病毒不僅透過粒線體分裂垂直傳播給後代，有時還會在遙遠的物種之間水平傳播。 」

該團隊分析了 10 種新粒線體病毒的 RdRp 酶以及先前研究和公共資料庫的序列。 此分析揭示了球菌亞門獨有的大型雙絲病毒的存在，球菌亞門是一組在自然界中廣泛存在的菌根真菌，可為宿主植物提供多種益處。

這些大型雙核病毒具有兩個結構上不同的特徵：它們編碼大於平均的 RdRp（~1,036長）具有獨特的胺基酸基序，且 UGA 密碼子比其他粒線體病毒更罕見。 此外，一個研究表明，大型雙線粒體病毒在演化上與其他粒線體病毒不同，並且可能代表一個祖先譜系。

「我們最有趣的發現之一是，大型雙核病毒似乎是腎小球菌亞門所獨有的，」蘭弗蘭科說。 “我們分析了我們研究中包含的所有粒線體病毒 RdRp 序列，我們發現大型雙線粒體病毒分佈在全球範圍內被腎小球菌亞門真菌佔據。 儘管在這些生態位中發現了其他真菌，但目前所有可用的大型雙病毒序列可能僅與腎小球菌亞門真菌相關。

研究團隊假設存在一個傳播障礙，阻止大型雙病毒的水平傳播。 未來的工作將集中在了解這些障礙，確認大型雙線粒體病毒代表線粒體病毒的祖先譜系，並闡明它們在腎小球菌亞門中的獨特存在的功能意義。

更多資訊：Tatsuhiro Ezawa 等人，結構獨特的粒線體病毒：它們是叢枝菌根真菌（腎囊菌亞門）獨有的粒線體病毒科的祖先譜系嗎？姆比奧（2023）。DOI：10.1128/mbio.00240-23