与病毒共赴未来 尾声 冷却塔中的“外来客”

球有水的方就有生命——不管些水存在黄石公园的间歇泉,水晶洞的水洼,是医院屋顶的冷却塔中。

1992年,一位名叫蒂莫西·罗博特姆(Timothy Rowbotham)的微生物从英国布拉德福德的一座医院冷却塔中取了一些水,它放在显微镜。展现在他眼前的是一派生机盎——有人类细胞差不的变形虫及单细胞原生动物,有它体积1/100的细菌。,罗博特姆正在寻找布拉德福德市爆肺炎的原因。在冷却塔水游走的众微生物中,他认最的疑凶是一存在变形虫内部、细菌的球形生物。罗博特姆认己现了一新细菌,将其命名布拉德福德球菌。

罗博特姆花了很年的间深入研究布拉德福德球菌,它是否真是肺炎爆的罪魁祸首。罗博特姆其他细菌物的已知DNA片段在布拉德福德球菌基因组中寻找相匹配的片段,结果一无所获。1998年,罗博特姆的研究走了尽头,由预算削减,他被迫关闭了实验室。但位科不让己的研究前功尽弃,是安排了法国的同行替他保存疑点重重的布拉德福德球菌品。

很年,布拉德福德球菌似乎就将沉寂,直法国艾克斯—马赛的贝尔纳德·拉斯科拉(Bernard La Scola)决定再它一眼。他罗博特姆的本放了显微镜,一眼,立马意识有什东西不劲。

布拉德福德球菌有细菌那常见的光滑表面。相反,它像足球,由许平面镶嵌在一。在几何形状拼的外壳表面,一些细长的蛋白质像细毛一伸展。界中唯一已知有外壳表面细毛结构的就是病毒。但所有的微生物一,拉斯科拉知布拉德福德球菌的不,它比病毒100倍。

尽管此,布拉德福德球菌确实是病毒。随着研究的深入,拉斯科拉他的同现,新病毒入侵变形虫,迫使变形虫帮它复制无数新体。有病毒才是方式繁殖的。旧名字显是误导的,是,拉斯科拉他的同给布拉德福德球菌取了一新名字——拟菌病毒(mimivirus,“米米病毒”),表示病毒细菌有很相似。

法国科率先着手分析拟菌病毒的基因。罗博特姆曾经尝试在拟菌病毒的基因组寻找其他细菌基因相匹配的片段,但一无所获。法国科的运气就了,他在拟菌病毒中现了很的病毒基因。在此前,科已经习惯从每病毒中找几基因。但拟菌病毒足有1018病毒基因,就像有人流感、普通感冒、花其他一百病毒的基因组塞进了同一蛋白质外壳。拟菌病毒的基因甚至比某些细菌的基因。在体型基因数量,拟菌病毒打破了病毒的基本规则。

2003年,拉斯科拉他的同正式表了关神奇的拟菌病毒的各研究细节。但他仍很奇,病毒在界中是独一无二的吗?我身边不藏着其他巨型病毒?他从法国本冷却塔取了一些水,在水加入变形虫,水有有什东西感染些变形虫。很快,变形虫就涨破了,释放一些头巨的病毒,但它并不是拟菌病毒,是一拥有1059基因的新,创造了病毒基因组数量的新纪录。虽新病毒从外表很像拟菌病毒,但二者在基因层面相甚远。科新病毒拟菌病毒的基因组进行比,现其中有833基因很匹配,另外226是新病毒独有的。科认的差异足让新病毒单独划一,且它应该有名字,就叫妈妈病毒(mamavirus)吧。

其他研究人员加入了寻找巨型病毒的行列。不久,果相继诞生,河流、海洋甚至南极冰层所掩盖的湖泊中,人现了巨型病毒的身影。2014年,法国研究人员解冻了冻结三万年久的西伯利亚冻土,在其中现了巨型病毒——些病毒足有1.5微米长,是目前现的最的巨型病毒。

科甚至在动物体内现了潜伏的巨型病毒。拉斯科拉与他的同巴西科一展了一项合研究,他从许哺动物身取了血清本,在其中的猴子牛身现了巨型病毒抗体。研究人员甚至从人体内分离巨型病毒,他的本有一份取一名肺炎患者。目前科不清楚巨型病毒在我的身体中究竟扮演什角色,我的健康有什影响。它直接感染人体细胞,是潜伏在我身体内的变形虫,人不造任何危害。

巨型病毒的故让我认识,人类充满病毒的生物圈的了解有匮乏。概一百年前人类现了病毒,从那人就一直在争论病毒生命底意味着什,巨型病毒的现无疑给长久的争论注入了新的话题。

在现病毒前,科生命其实有一基本统一的定义。生命体通身的新陈代谢生存、生长繁殖。其他非生命形态,比的云或者一块水晶,从某角度考虑有生命,但综合说,它有达生命体的些标准。

1935年,温德尔·斯坦利首次了烟草花叶病毒的结晶,完打破了生命非生命的界限。些病毒凝结晶体,从各方面像一块冰或者钻石,但你些病毒放在烟草,它立马始增殖,就像其他生命体一。

随着病毒分子生物研究的聚焦,许科倾向认病毒是类似生物的一存在形式,并不是一真正的生命体。科研究的所有病毒携带很少的几基因。因此病毒细菌间存在巨的遗传鸿沟,足两类群清晰区分。,少的基因已经让病毒具有最基本的增殖力,包括入侵细胞,己的基因插入细胞原本的“生化工厂”等等。病毒缺失了一完整生命所需的另一些重基因,比,它有制造核糖体的指令(核糖体是依据RNA合蛋白质的分子工厂),有分解食物的酶的编码基因——病毒缺乏的似乎恰恰是真正的生命体所需的遗传信息。

但理论说病毒完全获些遗传信息,真正的生命体,毕竟它又不是一不变的。随随生的突变很意外复制已有基因,并在此基础造新的功;一病毒从另一病毒甚至从宿主细胞中获取新基因。象,有很方式让病毒的基因组丰富,直主进食、生长,最借助己的力量分裂增殖。

的演化路径病毒说并非难,但科却了挡在条演化路的巨绊脚石。拥有庞基因组的生物需一些机制保证复制是精确控制的,随着基因组增,积累危险突变的几率随增加。人类细胞中有一类酶,专门复制中的DNA进行纠错,纠错机制保护我巨的基因组比较稳定复制,其他生物,包括动物、植物、真菌、原生动物细菌是此。病毒则有专门修复DNA错误的酶。因此,它在复制中产生错误的速度比我快,在某些情况,甚至比我快千倍。

高的变异速度正了基因组的限制因素。基因组法扩,病毒就办法真正意义的生命体了。因假基因组变了,病毒就比人更产生致命突变。因此,是选择就了病毒的微型基因组。果假说立,在病毒有限的基因容量,已经装不那些负责从原材料合新基因蛋白质的基因了。因此病毒不生长,不主动排废物,不抵御炎热寒冷,不通分裂增殖。

最,量变积累质变,所有的不利积累一的“不行”——病毒始终是有生命的。

微生物安德烈·利沃夫(André Lwoff)曾在1967年的诺贝尔奖领奖辞宣称:“生物是由细胞构的。”病毒显不是细胞,从前人认病毒不是一些游离的遗传物质,因恰组合了一些合适的化分,因在细胞内我复制。2000年,国际病毒分类委员正式表态支持说法,他宣称:“病毒不是活的生物。”

但少年,病毒就纷纷陈述提质疑,其中不乏公反者。新现层不穷,很旧的规则不再适。比,很长间人一直无视巨型病毒的存在,部分原因是它太了,比数已知病毒码一百倍。它的基因数量庞,完全不符合前病毒的定义。科并不知巨型病毒的基因组底有什,有人猜测些基因行使不少生物的功,例巨型病毒的基因编码了一些酶,修复DNA的功。,它从一宿主细胞转移另一

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