南極古生菌揭示病毒來源

一種罕見的南極微生物或許為破解進(jìn)化過程中最大的謎題之一——病毒的起源提供了線索。相關(guān)成果日前發(fā)表于《自然—微生物學(xué)》雜志。

病毒和其他生命形式不同。可以說，它們根本不算活著。所有其他生命都由細(xì)胞構(gòu)成，而細(xì)胞是能獨(dú)立養(yǎng)活自己和繁殖的復(fù)雜機(jī)器。病毒則要簡(jiǎn)單很多。典型的病毒是一小片被包裹在衣殼中的遺傳物質(zhì)。僅靠自己的話，病毒幾乎什么也做不了。不過，如果它進(jìn)入活體細(xì)胞，便開始自身復(fù)制。病毒通常會(huì)傷害其宿主：例如，人體免疫缺損病毒在感染人類時(shí)會(huì)引發(fā)艾滋病。

幾十年來，生物學(xué)家對(duì)病毒來自何處一直非常困惑。它們是更加古老、簡(jiǎn)單的生命形式，還是細(xì)胞進(jìn)化后出現(xiàn)的寄生生物？

來自澳大利亞新南威爾士大學(xué)的Ricar?do Cavicchioli和同事，在臨近南極洲海岸的勞爾群島湖泊中，發(fā)現(xiàn)了一種或許能為解決上述問題帶來一些曙光的微生物。這種生物體是一種古生菌：看上去像細(xì)菌的單細(xì)胞生物，但實(shí)際上屬于一個(gè)單獨(dú)的生命領(lǐng)域。

研究人員早就知道，病毒通常在南極生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，因此Cavicchioli團(tuán)隊(duì)成員Susanne Erdmann著手在這種生物體的細(xì)胞內(nèi)尋找病毒。她發(fā)現(xiàn)了一些意想不到的東西：質(zhì)粒。

質(zhì)粒是存在于活體細(xì)胞中的小型DNA片段，通常呈圓形。它們并不是細(xì)胞主要基因組的組成部分，但能獨(dú)立地自我復(fù)制。通常，質(zhì)粒攜帶著以某種方式對(duì)細(xì)胞有用的基因：比如，對(duì)抗生素有抗藥性的基因有時(shí)會(huì)在質(zhì)粒上被發(fā)現(xiàn)。

Erdmann發(fā)現(xiàn)的質(zhì)粒被該團(tuán)隊(duì)命名為pR1SE，它看上去很不尋常。它攜帶的基因使其能產(chǎn)生囊泡——主要由脂質(zhì)構(gòu)成的氣泡。通過被包裹在具有保護(hù)性的氣泡中，pR1SE能離開它的宿主細(xì)胞去尋找新的宿主。

換句話說，pR1SE的外表和行為很像病毒，但它攜帶著僅在質(zhì)粒上發(fā)現(xiàn)的基因并且缺少任何表明其是病毒的基因。它是一個(gè)帶有病毒屬性的質(zhì)粒。

Cavicchioli表示，病毒可能從像pR1SE一樣的質(zhì)粒進(jìn)化而來。它們從宿主那里獲得了使其產(chǎn)生堅(jiān)硬的衣殼而非軟泡的基因。

(來源：中國(guó)科學(xué)報(bào))