南极神秘微生物揭示病毒来源|发现

导  读

几十年来，生物学家对病毒来自何处一直非常困惑。它们是更加古老、简单的生命形式，还是细胞进化后出现的寄生生物？

文/Ricardo Cavicchioli  

来源：《自然—微生物学》

编译/宗华，转载自科学网（2017年8月22日）

pR1SE被发现的南极洲湖泊 图片来源：Alyce Hancock

一种罕见的南极微生物或许为破解进化过程中最大的谜题之一 ——病毒的起源提供了线索。相关成果日前发表于《自然—微生物学》杂志。

病毒和其他生命形式不同。可以说，它们根本不算活着。所有其他生命都由细胞构成，而细胞是能独立养活自己和繁殖的复杂机器。病毒则要简单很多。典型的病毒是一小片被包裹在衣壳中的遗传物质。仅靠自己的话，病毒几乎什么也做不了。不过，如果它进入活体细胞，便开始自身复制。病毒通常会伤害其宿主：例如，人体免疫缺损病毒在感染人类时会引发艾滋病。

几十年来，生物学家对病毒来自何处一直非常困惑。它们是更加古老、简单的生命形式，还是细胞进化后出现的寄生生物？

来自澳大利亚新南威尔士大学的Ricardo Cavicchioli和同事，在临近南极洲海岸的劳尔群岛湖泊中，发现了一种或许能为解决上述问题带来一些曙光的微生物。这种生物体是一种古生菌：看上去像细菌的单细胞生物，但实际上属于一个单独的生命领域。

研究人员早就知道，病毒通常在南极生态系统中发挥着至关重要的作用，因此Cavicchioli团队成员Susanne Erdmann着手在这种生物体的细胞内寻找病毒。她发现了一些意想不到的东西：质粒。

质粒是存在于活体细胞的小型DNA片段，通常呈圆形。它们并不是细胞主要基因组的组成部分，但能独立地自我复制。通常，质粒携带着以某种方式对细胞有用的基因：比如，对抗生素有抗药性的基因有时会在质粒上被发现。

Erdmann发现的质粒被该团队命名为pR1SE，看上去很不寻常。它携带的基因使其能产生囊泡——主要由脂质构成的气泡。通过被包裹在具有保护性的气泡中，pR1SE能离开它的宿主细胞去寻找新的宿主。

换句话说，pR1SE的外表和行为很像病毒，但它携带着仅在质粒上发现的基因并且缺少任何表明其是病毒的基因。它是一个带有病毒属性的质粒。

Cavicchioli表示，病毒可能从像pR1SE一样的质粒进化而来。它们从宿主那里获得了使其产生坚硬的衣壳而非软泡的基因。

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