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病毒會引起全球疾病大流行,那么**個病毒是從哪里來的?2018-07-02 11:07來源:生物谷
諸如埃博拉、流感和寨卡等病毒都會成為新聞頭條,這些病毒常常會因具有潛在誘發(fā)疾病和死亡的威脅而抓住人們的注意力。那么這些病毒到底是從哪里來的?并不像細(xì)菌,病毒必須依靠宿主細(xì)胞來繁殖生存,其會攔截宿主細(xì)胞進(jìn)行繁殖、擴(kuò)散并且誘發(fā)疾病。 如今研究人員對一種名為擬菌病毒(Mimiviridae)家族名為Tupanvirus的巨大病毒進(jìn)行研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),這類病毒并不像我們當(dāng)今所面對的病毒,其幾乎擁有完整的“機(jī)器”來照料自己。而最近的研究發(fā)現(xiàn)也駁斥了科學(xué)家們有關(guān)病毒起源的爭論。 冷凍病毒 就好像恐龍一樣,研究人員并沒有關(guān)于病毒的物理化石記錄,而研究人員檢測病毒并且研究其起源的一種方法就是在動物組織或土壤中尋找病毒的遺傳物質(zhì),比如DNA或RNA等。盡管電影有時候可能并不會讓你相信這些事情,但研究人員從未在植物的葉子或琥珀中發(fā)現(xiàn)病毒的遺傳物質(zhì)。 然而有些病毒卻可以在西伯利亞的凍土層中被發(fā)現(xiàn),隨著全球變暖讓凍結(jié)數(shù)千年的動土融化,科學(xué)家們也希望能夠發(fā)現(xiàn)一些新東西,如今研究人員仍然只局限于精確地重建關(guān)于病毒起源的一些研究。 病毒的進(jìn)化 病毒是一種營細(xì)胞生的微生物,其依賴于宿主細(xì)胞來繁殖,其主要由遺傳物質(zhì)(DNA或RNA)和包裹遺傳物質(zhì)的蛋白質(zhì)構(gòu)成。這些DNA和RNA序列隨著時間會發(fā)生改變,遺傳物質(zhì)中會積累一些利于病毒存活的修飾,如今科學(xué)家們能對這些遺傳物質(zhì)序列進(jìn)行分析來評估不同病毒的相關(guān)性以及這些病毒是如何進(jìn)化的。 這些研究結(jié)果表明,病毒并不存在單一的來源,也就是說,今天我們知道的所有病毒都并不來自于同一種病毒的進(jìn)化和改變;病毒有一系列獨(dú)立的來源(幾乎可以肯定的是,在不同的時間里)。當(dāng)考慮到病毒起源時科學(xué)家們常常會做出的一種假設(shè)就是每一種病毒都會與其宿主一起進(jìn)化。比如,感染人類的皰疹病毒就能隨著時間而進(jìn)化,其會不斷適應(yīng)宿主機(jī)體,以便能夠持續(xù)維持感染人類宿主細(xì)胞的能力。 如果我們認(rèn)為地球所有的生命形式都開始于海洋,那么我們也有理由相信,病毒也會與其海洋中的宿主一起進(jìn)化,當(dāng)宿主生物體從海洋移動到陸地,病毒也會不斷進(jìn)化,并且獲得感染陸生動植物的能力。今年早些時候,研究人員通過研究發(fā)現(xiàn),某些病毒或許已經(jīng)有數(shù)百萬年歷史了,而且自從**個脊椎動物存在以來就一直存在,但這或許無法解釋病毒自身的起源。 關(guān)于起源的故事 有一種理論就認(rèn)為,病毒來源于一種環(huán)狀DNA(也稱為質(zhì)粒),其能夠獨(dú)立復(fù)制,并且在不同細(xì)胞之間穿梭,將遺傳物質(zhì)從一種有機(jī)體傳遞到另一種有機(jī)體,比如,有些質(zhì)粒就能攜帶抗生素耐藥性的基因,這種理論認(rèn)為,質(zhì)粒能從細(xì)胞中逸出,進(jìn)入到另一種細(xì)胞中從而產(chǎn)生病毒顆粒。 另外一種理論則認(rèn)為病毒能夠從一種極為復(fù)雜的自由生物進(jìn)化而來,比如細(xì)菌或細(xì)胞;而最近一項研究結(jié)果表明,人類機(jī)體中對記憶非常重要的一種名為ARC的蛋白質(zhì)能夠形成病毒樣顆粒,并且在不同細(xì)胞中能夠轉(zhuǎn)移RNA,或許類似的遠(yuǎn)古蛋白質(zhì)能夠在不同有機(jī)體的轉(zhuǎn)移過程中不斷進(jìn)化。 最近研究人員在巴西的堿湖中發(fā)現(xiàn)了這種名為Tupanvirus的巨大病毒,此類湖泊具有非常高的鹽度和pH值,其就類似于數(shù)十億年前地球上水生環(huán)境的狀況。相比其它已知的病毒而言,Tupanvirus病毒擁有全套的蛋白質(zhì)制造機(jī)器,其并不依賴于宿主細(xì)胞而反之,這項研究重新激起了科學(xué)家們對起源于復(fù)雜自由活細(xì)胞中的病毒研究的興趣。 誰在先? 上述所有理論都認(rèn)為細(xì)胞早于病毒而出現(xiàn),而且在細(xì)胞存在的情況下病毒才會進(jìn)行復(fù)制,然而有另外一種理論卻認(rèn)為,病毒先于細(xì)胞出現(xiàn),在史前世界里,病毒都會以一種自我維持的實體存在,這種“古老機(jī)器”就能夠復(fù)制病毒的遺傳物質(zhì),隨著時間延續(xù),這些史前的病毒或許就會形成復(fù)雜的有組織的結(jié)構(gòu),最終進(jìn)化為細(xì)胞樣的實體結(jié)構(gòu)。 當(dāng)然,就目前而言,這些僅僅是理論而已,我們今天所擁有的技術(shù)和資源是無法檢驗這些理論并找出最合理的病毒起源解釋的,一種可替換的策略或許就能夠在諸如火星等其它行星上分離或識別病毒的原始形態(tài),而停留在地球上似乎是一種更為合理的方法。 目前,諸如Tupanvirus新型巨型病毒的發(fā)現(xiàn)或許就能夠幫助研究人員拼湊出這些病毒起源的特征,也能幫助研究人員后期更為深入地闡明這些病毒起源的分子機(jī)制。
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