潘多拉病毒

许多人都熟悉《木偶奇遇记》中和蔼可亲的老木匠皮帕诺和皮诺奇的故事。但是你知道吗?在携带生命密码遗传信息的基因世界里,甚至有像皮帕诺和皮诺奇这样的“神”。几天前,法国科学家发现了三种潘多拉病毒,它们可能擅长创造全新的基因,并在病毒的巨大基因组中发现了许多“孤儿基因”。潘多拉病毒的“魔盒”是如何制造新基因的?出于好奇,记者采访了研究病毒的科学家。

直径1微米,病毒世界中的“大家伙”

潘多拉病毒

2013年,科学家在智利中部海岸河流的沉积物表面和澳大利亚墨尔本附近淡水池塘底部的淤泥中发现了两种新的巨型病毒。科学家发现它们与其他已知的病毒非常不同,只有6%的基因与地球上其他生物的基因相似,它们有完全独立的基因谱系,它们的独特性属于一个全新的分类。因此,这两种病毒分别被命名为咸潘多拉病毒和甜潘多拉病毒。

“在病毒世界里,潘多拉病毒是一个‘大家伙’,比目前人类已知的所有病毒都要大得多。”6月24日,南开大学药物化学生物国家重点实验室的刘新齐教授直接告诉《科技日报》记者,“这种病毒的直径为1微米,基因组包含190万到250万个碱基对的DNA。卷在病毒世界里。排名第二,基因组大小排名第一。”

刘新齐说潘多拉病毒生活在变形虫中,它的形状与细菌非常相似。以前,人类发现的大多数传统病毒直径在10纳米到500纳米之间。人类已知的最大病毒“梅格病毒”,只有440纳米大小。“潘多拉病毒的遗传密码比梅格的多。双倍,”刘新齐说,“目前,科学界仍不清楚为什么这种细胞形式会进化成病毒。一些人推测他们可能是为了生存而进化的;还有一种科学推测认为,基因信息可能是从宿主那里获得的,这样他们就可以在一个不寻常的基因组下生存。”

擅长创新和制造的基因是孤独的

这种巨大的病毒会威胁人类健康吗?面对记者的质疑,刘新齐笑着说:“一种病毒能否攻击人取决于它与人类的密切关系。人类基因在不断进化,病毒被封闭的时间越长,它对人类关系就越无害。尽管这些巨型病毒可以攻击阿米巴,但对人类健康并不危险。”

在采访中,记者了解到,到目前为止,科学家已经发现了六种潘多拉病毒。这些病毒来自世界各地,相距甚远。尽管这些病毒在形态和功能上非常相似,但发现每种病毒之间的基因组相似性不高,甚至只有一半的编码蛋白质的基因是相同的。现代生命科学普遍认为地球上的所有生物都有一个共同的祖先,而且大多数基因都有同源基因,在各种生物中有很高的相似性刘新齐解释道,

在潘多拉病毒中,发现了许多看似不相关的基因,这在其他生物中是找不到的。“这些基因就像没有父母的孩子,他们在DNA世界里是孤独的,就像‘孤儿’。”虽然科学家已经在其他生物体内捕获了这种孤儿基因,但潘多拉病毒中有许多孤儿基因,而且它们彼此不同。

"这些基因不是从祖先那里遗传下来的,而是每种病毒本身的新发明。"刘新齐认为,如果这一研究观点能够得到科学证实,这意味着潘多拉病毒特别擅长基因创新,其“创新”机制更有利于揭开生物进化中新基因起源的神秘面纱。

孤儿基因,“生命中的奇迹”

Wingprotein控制昆虫飞行,珊瑚、水母和其他植物都有蛰刺细胞,北极鳕鱼尤其抗冻.科学已经证实,这些独特的功能都是由孤儿基因操纵进化而来的。过去,生物学家普遍认为大多数基因可以分成几个家族,每个家族都有几百万年的悠久历史。自从基因测序技术出现以来,科学家们惊讶地发现每个物种中多达三分之一的基因总是单独存在的。1998年,当科学家对酵母基因组进行测序时,他们发现大约三分之一的酵母基因找不到相同的家族基因,“孤儿基因”进入了生命科学家的领域。

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