新發現表明病毒更像殭屍

這他媽到底是什麼? 科學家每天都在問這個問題,試圖弄清楚不同的生物是如何相互關聯的。 答案不容易或微不足道。 生物關係不僅用於建立生活目錄,還用於了解生命如何演變成多種形式。 談話

病毒是 一個很好的例子。 它們給生物學家帶來了一個問題,因為它們沒有細胞,因此不會落入所有其他有機體所做的主要三個群體或生命“領域” - 細菌,古細菌(一種不同形式的微生物)和真核生物(植物,動物和真菌等)。 一些科學家認為,病毒不算作活生物體,更好地被視為無法自我繁殖且需要劫持宿主細胞的流氓遺傳物質。 其他人認為病毒是從細胞生物進化而來的,因此被視為生命的第四個領域。

後一種理論受到了推動 十年前的發現 與細胞生命形式更相似的巨型病毒 但是一項新的研究, 發表在科學雜誌在這些巨型病毒的基因組上,這個想法受到質疑。 那麼科學家們是否必須重新開始尋找病毒的起源?

病毒是微小的,簡約的生物,遠離細胞生命的細微差別。 他們通常是 組成 遺傳物質(DNA或其分子表親RNA),通常被稱為衣殼的蛋白質外殼包圍,有時還有從宿主細胞借來的額外層。 病毒只能通過破壞其代謝在宿主細胞內復制,並且每個生命領域都被這些細胞擅自佔地者的不同版本感染。

這種對宿主細胞的巨大依賴促使它們進入 定義的限制 生活中,有些人認為他們活著而其他人死了。 難怪大多數殭屍故事都涉及病毒。 也許考慮不死病毒會更容易。 最大的問題是:它們來自哪裡?


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競爭的理論 試著解釋病毒是如何進化的。 人們將病毒描繪為生活在其他細胞內並隨著時間的推移簡化其結構的細胞生物的古老譜系的後代。 這將使他們成為長期失去的第四個生命領域的唯一倖存者,這使得細胞組織落後。 如果病毒是從生物體進化而來的,那麼將它們視為活著是有意義的。

流氓代理人

另一種理論認為病毒起源於流氓遺傳因子,基因組中的流浪者逃脫了細胞限制。 他們可能與...有關 跳躍基因 可以從基因組中復製或切割自己,然後將自己粘貼到DNA的其他部分。 在這種情況下,病毒將成為分子事故變得進化穩定的結果。 這意味著他們從來就不是完整的生物,就像計算機病毒不是一台完整的計算機一樣。

這兩個提案都存在缺陷。 第一個無法解釋病毒是多麼簡單。 沒有其他已知的生物具有極端的簡化程度。 另一方面,第二種理論沒有解釋為什麼病毒比其他移動遺傳元素複雜得多,其中沒有一種具有與衣殼外套相當的東西。

然後,在2004,科學家們 發現了一種巨型病毒 (或“girus”)似乎有利於具有細胞起源的病毒。 他們被稱為巨人是有充分理由的。 有些是我們心愛的流感病毒的大小和基因組長度的十倍,並且有 盡可能多的2,500基因 與流感的微薄11相比。

這種額外的遺傳材料包括製造蛋白質的說明,這些蛋白質在其他病毒中非常缺乏,但存在於所有其他生命體中。 分子系統不完整,giruses仍然需要侵入細胞以產生更多的giruses。 但 一些研究人員建議 這些基因可能是細胞過去的剩餘物,支持生命的第四個領域的存在。

另一方面,病毒的跳躍性遺傳特性使它們容易從其他生物體中獲取基因。 這促使了 其他人爭辯 所有這些giruses中的其他基因都是進化盜賊的產物。

巨大的問題

現在一個 新的研究 已經證實了病毒中所有這些基因的“借用”性質。 該研究使用最先進的方法,命名為下一代測序(NGS),繪製從奧地利Klosterneuburg的污水處理廠提取的DNA。 在過去幾年中,基於NGS的研究 發現了無數 新型生命形式在這種情況下,NGS揭示了一種全新的巨型病毒系列,即Klosneuviruses。

在所有的giruses中,Klosneuviruses擁有參與製造蛋白質的最大基因組。 通過比較不同巨型病毒的基因組並仔細重建它們的進化,研究人員有說服力地表明,這些giruses中的蛋白質製造機制是一個相對較新的遺傳添加 - 而不是更大的祖先基因組的碎片。

該研究認為,這些病毒試圖劫持的宿主細胞可能已經發展出一種基於隱藏入侵者蛋白質的防禦策略。 然後通過將一些這些基因整合到它們的基因組中來調整病毒。 研究人員得出結論,在這項研究中分析的巨型病毒已經從較小的病毒中進化了多次,拒絕了它們從細胞生命形態進化而來的想法。

然而,新的證據並沒有完全殺死病毒。 每天都會發現生命樹中的新生命,一個新的發現仍然可以提供細胞和無細胞生命之間的聯繫 - 或證明相反。 在那之前,我們將繼續思考生命的本質,殭屍和病毒之間的關係,並想知道“到底是什麼?”

關於作者

Jordi Paps,生物科學學院講師, 埃塞克斯大學

這篇文章最初發表於 談話。 閱讀 原創文章.

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