Klosneuvirus模擬示例圖（圖片來(lái)源：Ella Maru Studio）

原文以Giant virus discovery sparks debate over tree of life為標(biāo)題

發(fā)布在2017年4月6日的《自然》新聞上

原文作者：Sara Reardon

Klosneuviruses的發(fā)現(xiàn)與病毒構(gòu)成單獨(dú)生命域的理論有矛盾，但并非每個(gè)人都接受這種觀點(diǎn)。

演化生物學(xué)家一直不知道該如何看待病毒，有關(guān)其起源的爭(zhēng)論持續(xù)了數(shù)十年。然而，一類最新發(fā)現(xiàn)的巨型病毒——Klosneuvirus可能是有助于解決該爭(zhēng)論的缺失環(huán)節(jié)，但也可能引起更多爭(zhēng)議。

2003年，研究者報(bào)道了所發(fā)現(xiàn)的巨型病毒，他們將其命名為Mimivirus（模仿病毒），該病毒的基因顯示它們的祖先可能能夠在宿主細(xì)胞外存活。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)使研究者分為了兩個(gè)陣營(yíng)。一方認(rèn)為病毒本來(lái)是自給自足的有機(jī)體，但被困在其他細(xì)胞內(nèi)并最終寄生于細(xì)胞，拋棄它們不再需要的基因。另一方則將病毒視為在數(shù)億年的時(shí)間里從宿主中不斷獲取遺傳物質(zhì)的顆粒。

一項(xiàng)于4月6號(hào)發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的研究為后一種觀點(diǎn)提供了證據(jù)，證明病毒由“偷”來(lái)的部分拼湊而成。然而，該研究已經(jīng)引起了爭(zhēng)議，不太可能解決這場(chǎng)紛雜的爭(zhēng)論。

在Mimivirus被發(fā)現(xiàn)之后，一些研究者建立起一種將病毒置于進(jìn)化樹(shù)根部的理論。他們提出病毒組成了除細(xì)菌、真核生物（含有細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)如細(xì)胞核的有機(jī)體）以及古菌（與細(xì)菌大小相近的有機(jī)體）之外的“第四域”。

直徑400 納米的Mimivirus約為大腸桿菌細(xì)胞寬度的一半，能夠在顯微鏡下觀察到，其獨(dú)特之處在于它們含有的DNA，能夠編碼RNA信息翻譯成蛋白質(zhì)過(guò)程所需的分子。常規(guī)的病毒則通過(guò)宿主細(xì)胞來(lái)合成其蛋白質(zhì)。

發(fā)現(xiàn)Mimivirus的團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，病毒自身產(chǎn)生蛋白質(zhì)的能力表明這些巨型病毒來(lái)源于可能已滅絕的、古老的獨(dú)立生存細(xì)胞?！八鼈冎匦乱鹆擞嘘P(guān)病毒生命本質(zhì)以及其與細(xì)胞世界關(guān)系的討論，”Mimivirus原始論文的共同作者之一，法國(guó)艾克斯－馬賽大學(xué)的演化生物學(xué)家Jean-Michel Claverie說(shuō)。

填補(bǔ)研究空缺

這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)比較病毒和其真核宿主的基因組序列得到解答。Mimivirus中與真核細(xì)胞相近的基因太少，無(wú)法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析來(lái)確定其演化關(guān)系。病毒基因組極快的突變速度更使得研究困難性進(jìn)一步增加。

Klosneuvirus可能填補(bǔ)這一空缺。它們的基因組中含有多種酶以及其他產(chǎn)生蛋白質(zhì)分子機(jī)制的編碼。其中一些部分從未在任何病毒中發(fā)現(xiàn)過(guò)，包括Mimivirus?！斑@就是我們以前從未找到的一種缺失環(huán)節(jié)，”研究的共同作者、美國(guó)加州核桃溪市聯(lián)合基因組研究所的微生物學(xué)家Tanja Woyke說(shuō)。

病毒起源的一種假說(shuō)認(rèn)為病毒從真核細(xì)胞中獲得其部分基因組（圖片來(lái)源：Carla Schaffer/AAAS）

Woyke和她的同事在奧地利某污水處理廠研究細(xì)菌降解污水的過(guò)程中偶然發(fā)現(xiàn)了Klosneuvirus。他們對(duì)樣品中的基因組進(jìn)行了測(cè)序來(lái)鑒定其中存在的生物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了四個(gè)類似于Mimivirus的基因組。

通過(guò)利用復(fù)雜的軟件來(lái)追蹤它們神秘的基因組的演化歷史，研究者發(fā)現(xiàn)這個(gè)基因組在數(shù)億年中陸續(xù)獲得與翻譯相關(guān)的基因。他們表示，該證據(jù)支持病毒偷取了它們的部分基因組這一觀點(diǎn)。但是，Mimivirus和Klosneuvirus起源的方式可能并不一樣，這使得有關(guān)病毒起源的兩種觀點(diǎn)均有可能，聯(lián)合基因組研究所的生物信息學(xué)家以及這項(xiàng)新研究的共同作者之一Frederik Schulz說(shuō)。

生命域之爭(zhēng)

Klosneuvirus從哪種真核生物獲得了基因尚不清楚。并且由于未找到宿主，研究者尚不能繁殖該病毒。這類病毒似乎并不會(huì)感染Mimivirus及其他已知的巨型病毒會(huì)感染的一類變形蟲(chóng)。

Claverie指出，Klosneuvirus的大部分翻譯機(jī)制與已知任何生物的都不匹配。同時(shí)他擔(dān)心用于推斷病毒祖先的計(jì)算模型可能用到了樣品中的殘留的DNA片段, 從而可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)的污染。“我期待能夠在試管中從宿主身上分離出真正的病毒，這樣我才會(huì)相信對(duì)它們演化的解釋，”他說(shuō)。

南巴黎大學(xué)的演化生物學(xué)家David Moreira并不認(rèn)為這是必須的。他說(shuō)大量的演化研究可以在一個(gè)基因組中完成，同時(shí)他很高興看到更多的論文得出病毒并不是生命第四個(gè)域的結(jié)論。

Mimivirus的共同發(fā)現(xiàn)者、艾克斯－馬賽大學(xué)微生物學(xué)家Didier Raoult表示，這項(xiàng)最新發(fā)現(xiàn)并不能終結(jié)這場(chǎng)爭(zhēng)論，但無(wú)論如何這是一項(xiàng)好的發(fā)現(xiàn)。“我們正在發(fā)現(xiàn)世界中曾被完全忽略的一部分，我們需要有耐心?！?

文章內(nèi)容轉(zhuǎn)自生物探索。