病毒复病毒,病毒何其多!巴西现神秘新病毒...

导读:发表在生物预印本服务器bioRxiv上的一项研究中,科学家们又发现了一种神秘的病毒,其基因组对科学界来说几乎是全新的。

作者:生物技术君


国内新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的肆虐,已引发了大范围的隔离。同一个天空下,美国自去年九月以来,饱受流感病毒(H1N1)的折磨,到目前为止,已有超过2200万感染,1.2万人死亡。上周,美国南部的一家赌场还爆发了诺如病毒(Norovirus)感染,导致至少200人患病。尼日利亚也在不久前爆发了不明传染病,最早发现的4名患者在48小时后已死亡,但好在排除了恐怖的埃博拉病毒(EboV)的可能.....


其实病毒是仅由核酸(DNA或RNA)和蛋白质外壳构成的一种非细胞生命形态,但其威力却让自诩地球上最高级生物的人类避之不及,谈之色变。


曾在《Science》上发表的一项研究表明,在人类中传播的263种已知病毒只占所有潜在病毒的0.1%,而那些未知病毒是有可能传染人类的。也就是说,科学们长久以来不断探索发现的病毒,也只不过是全部病毒的冰山一角。

近日,发表在生物预印本服务器bioRxiv上的一项研究中,科学家们又发现了一种神秘的病毒,其基因组对科学界来说几乎是全新的,它由以前从未在病毒研究中记录的陌生基因组成。


由巴西米纳斯吉拉斯联邦大学病毒学家Jônatas Abrahão领导的研究团队在巴西东南部城市Belo Horizonte的一个人工湖中发现了该病毒。这个所谓的Yara病毒(Yaravirus brasiliensis)是以巴西神话中的河流精灵Yara的名字命名的。


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图片来源:bioRxiv


虽然Yara病毒并不是什么超自然的存在,但是该病毒的确是和传说中的河流精灵一样神秘。


研究团队解释说,该病毒构成了起源和功能都非常令人困惑的一种新型感染变形虫的病毒。


两年前,法国Aix-Marseille大学的病毒学家Bernard La Scola和Abrahão发现了另一种在水上生活的新型病毒——Tupan病毒,这是一种在极端水域栖息地中发现的巨病毒。


相比于普通病毒,巨病毒因其巨大的衣壳(包裹病毒粒子的蛋白质壳)而得名。


这些更大的病毒在本世纪才被发现,但它们不仅因其大小引人注目,而且还具有更复杂的基因组,使其具有合成蛋白质的能力,因此可以进行DNA修复、复制和转录等操作。


在它们被发现之前,人们认为病毒不能做这些事情,因为它们被认为是相对惰性的非生命体,只能感染其宿主。


现在,我们知道病毒比以前认为的要复杂得多,并且近年来,科学家们发现了其他类型的病毒形式,也同样挑战了我们对病毒传播及其行为的认知。就像这次的新型冠状病毒(SARS-CoV-2)。


在巴西新发现的Yara病毒并不是巨病毒,它是二十面体,直径约为80纳米,纯化病毒颗粒的低温电子显微镜图像表明雅拉病毒具有两个衣壳。感染开始时,雅拉病毒附着在变形虫(阿米巴原虫)质膜的外部,宿主细胞将雅拉病毒内吞到囊泡中,在感染的后期,包含雅拉病毒的囊泡占据细胞核周围的区域,并将其取代,再招募线粒体提供能量,病毒工厂由此产生。


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图片来源:bioRxiv


大多数已知的变形虫病毒都具有许多共同的特征,这些特征最终促使研究人员将它们归入共同的进化组。


与在其他分离的变形虫病毒中观察到的不同,Yara病毒并不以大颗粒和复杂的基因组为特征。研究团队在对它的基因组进行测序后,发现它的所有基因中没有任何一个与之前发现的基因相匹配。90%以上的Yara病毒基因从未被描述过,这些基因构成了所谓的孤儿基因(又名ORFan)。


新发现病毒的中只有六个基因与公共科学数据库中记载的已知病毒基因非常相似,并且通过对超过8500个可公开获取的元基因组的搜索没有提供关于Yara病毒可能与某种病毒密切相关的线索,证明了其在环境中的稀有性。


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图片来源:bioRxiv


研究人员解释说:“使用标准方法,我们的第一次遗传分析无法在Yara病毒中发现任何可识别的衣壳或其他经典病毒的基因序列。按照目前用于病毒检测的宏基因组学方法,Yara病毒甚至都不会被认为是病毒。”


至于Yara病毒到底是什么,科学家们暂时只能推测,但他们认为它可能是第一种孤立的未知变形虫病毒,或者可能是一种久远的巨病毒,已通过某种方式进化成一种简化版的形式。


研究人员说:“无论怎样,很显然我们仍有很多东西要学习。”


作者们总结道:“构成Yara病毒颗粒未知蛋白质的数量反映了病毒世界中存在的变异性,以及有多少潜在新病毒基因组尚待发现。”


参考文献:

1. A mysterious 80 nm amoeba virus with a near-complete “ORFan genome” challenges the classification of DNA viruses

DOI: https://doi.org/10.1101/2020.01.28.923185

2. The Global Virome Project

DOI: 10.1126/science.aap7463


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责任编辑:杰尼龟


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