它们于 2013 年首次在智利圣地亚哥的海滩上被发现。这些巨大的与你的花园品种相差甚远,亚微观。
潘多拉病毒家族的成员不仅数量巨大,而且这些微生物的基因数量也比任何病毒携带的基因还要多。现在,三个新成员的发现可能最终帮助我们理解它们为何如此之大,并有可能引导我们找到所有病毒的起源。
法国研究人员进行的一项新分析发现,尽管成员之间的结构和功能相似,潘多拉病毒科令人惊讶的是,这些病毒重量级病毒的六个已知例子的共同基因却很少。
由于如此之大,像这样的特大号病毒对科学来说是如此陌生,这很奇怪。但它们的尺寸正是它们隐藏这么久的原因。
第一个巨病毒家族于 2003 年在文献中描述;它因被误认为是一种小型革兰氏阳性细菌而被命名为拟菌病毒科。大多数病毒颗粒的测量尺度为一把纳米,但不是这个“细菌模拟物”——它大数百倍,大小不到一微米。
在在变形虫细胞中寻找更多拟拟病毒的例子时,研究人员偶然发现了第二个同样令人印象深刻的怪物。
两个新潘多拉病毒物种的详细信息于2013年出版。在智利 Tunquen 海滩的沉积物中发现了一种。另一种是在澳大利亚拉特罗布大学旁边的一个池塘里从变形虫繁殖中分离出来的。
第三个是追溯认定两年后,在一项阿米巴污染案例研究中,一名 2008 年被诊断患有角膜炎的妇女的隐形眼镜盒受到污染。
大多数病毒往往不需要大量基因来繁殖——它们所拥有的很少的基因就被用来有效地劫持其他生物体的细胞机制。但巨型病毒却是另一个例外。
与拟菌病毒一样,潘多拉病毒也有很大的基因组来匹配它们的周长。目前的纪录保持者是潘多拉病毒盐,高达 2,473 千碱基对。那么,当进化倾向于鼓励其他病毒轻装上阵时,为什么要携带这么多东西呢?
一条线索可能在于这些基因的性质。先前的研究表明只有百分之七与其他生物体中发现的基因相匹配,表明它们清楚地代表了不同的进化途径。
生命之树任何一个分支所独有的基因被称为“孤儿”。在一个地方看到如此多的孤儿基因是很不寻常的。最近发现的两种新的潘多拉病毒物种使总数达到六种,这些孤儿基因终于可以进行详细比较。
第一个震惊是它们都是独一无二的。
它们不仅是孤儿,因为它们与任何其他物种的基因都不匹配,而且它们的基因也完全不同于其他潘多拉病毒的基因。
但第二个惊喜让研究人员了解到正在发生的事情。孤儿基因包含非编码“基因间”区域的特征。
这描绘了一幅病毒从混乱的非功能性编码中产生新的、定制的基因的画面,而不是从共同的祖先那里继承它们,然后通过突变进行调整。
“如果这是真的,那么对巨型病毒基因进化起源的长期探索将结束,”资深作家让·米歇尔·克拉维里 (Jean-Michel Claverie) 说道来自结构和基因组信息实验室。
这将使这些病毒成为生物学中一个相当有趣的分支,其中的基因通常是从头开始创建的,而不是从预先存在的库中进行调整。
现在我们知道要寻找什么,大量病毒正在到处出现。今年早些时候,两个新菌株的发现在巴西的拟病毒科中,人们发现其编码基因极其复杂。
它们的大小、复杂性和病毒的独特性是提供急需的见解首先研究生物学的边缘元素是如何进化的。
争论还远没有结束。但这一新发现增加了一个有趣的视角,可能表明许多(如果不是全部)病毒的起源都位于生命之树的最深处。
这项研究发表于自然通讯。