在夏威夷瓦胡島水域發(fā)現(xiàn)的一種新的巨型病毒
位于Mānoa的夏威夷大學(xué)(UH)的Daniel K. Inouye微生物海洋學(xué):研究和教育中心(C-MORE)的研究人員描繪了一種新的異常大的病毒,它可以感染常見(jiàn)的海藻。在夏威夷瓦胡島附近的沿海水域發(fā)現(xiàn),它包含有史以來(lái)針對(duì)感染光合生物的病毒測(cè)序的最大基因組。
“大多數(shù)人都熟悉病毒,”作為博士論文的一部分領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)目的UHMānoa海洋學(xué)研究生Christopher Schvarcz說(shuō),“因?yàn)橛泻芏嗳藢?dǎo)致人類疾病。但我們并不孤單;甚至海洋中的微觀浮游生物一直在與病毒感染作斗爭(zhēng)。“
每天在海洋中生長(zhǎng)的大部分浮游植物都會(huì)被吃掉,從而在海洋食物網(wǎng)中維持動(dòng)物。然而,常見(jiàn)的是病毒感染通過(guò)浮游植物種群傳播。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí),受感染的浮游植物細(xì)胞會(huì)崩解并被細(xì)菌分解,使食物源遠(yuǎn)離動(dòng)物。
“這聽(tīng)起來(lái)很糟糕,”UHMānoa海洋學(xué)系教授,該研究的共同作者Grieg Steward說(shuō),“但病毒實(shí)際上有助于維持海洋生態(tài)系統(tǒng)的平衡。病毒通過(guò)高度集中的種群傳播更有效,所以如果一個(gè)浮游植物的種類增長(zhǎng)速度快于其他類型并開(kāi)始占主導(dǎo)地位,它可以通過(guò)病毒感染降低到較低水平,使其他物種有機(jī)會(huì)茁壯成長(zhǎng)。
病毒必須在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制,對(duì)它們的大小有一些限制,但在過(guò)去的15年中,已知的病毒上限大小已逐漸上升,因?yàn)檠芯咳藛T已經(jīng)集中精力尋找更多現(xiàn)在被稱為“巨型”病毒。
“大多數(shù)病毒都非常小,以至于我們需要用電子顯微鏡來(lái)觀察它們,”Steward說(shuō),“但是這些巨頭的大小與細(xì)菌相當(dāng),而且它們的基因組通常會(huì)編碼我們之前從未見(jiàn)過(guò)病毒的功能。”
該病毒在該雜志在其最近發(fā)表的論文Schvarcz和管家描述的病毒被命名為T(mén)etV-1,因?yàn)樗腥痉Q為單細(xì)胞藻類扁藻。在對(duì)其基因組進(jìn)行測(cè)序后,Schvarcz發(fā)現(xiàn)該病毒有許多基因,它們似乎從它感染的藻類中汲取。其中兩個(gè)似乎編碼了發(fā)酵中涉及的酶,這是微生物在沒(méi)有氧氣的情況下從糖中獲取能量的過(guò)程。發(fā)酵對(duì)我們?cè)S多人來(lái)說(shuō)都很熟悉,因?yàn)樗侵谱髌【?,葡萄酒和烈酒的關(guān)鍵。為什么病毒需要這些基因?作者不確定,但他們有猜測(cè)。
“Tetraselmis可以在沿海水域生長(zhǎng)到異常高的濃度,”Schvarcz解釋說(shuō),“將水從清澈的藍(lán)色變成強(qiáng)烈的綠色。如果TetV在這些條件下傳播,大量的細(xì)胞會(huì)死于病毒感染。細(xì)菌會(huì)立即死亡我們認(rèn)為T(mén)etV中的發(fā)酵基因可以讓病毒在低氧條件下維持其能量流,即使它關(guān)閉了宿主細(xì)胞系統(tǒng),也開(kāi)始分解死亡的藻類。
Schvarcz和Steward計(jì)劃進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn),以測(cè)試這個(gè)想法是否正確。Tetraselmis被用作水產(chǎn)養(yǎng)殖的食物來(lái)源和生物燃料工業(yè)的淀粉來(lái)源,因此作者推測(cè),準(zhǔn)確理解TetV如何操縱其宿主的代謝可能具有一些實(shí)際應(yīng)用。可以利用TetV將DNA注入這些細(xì)胞的能力,例如,重新編程藻類以產(chǎn)生更多的所需產(chǎn)物。
“我們還有更多要了解這種特殊的病毒,”斯圖爾德沉思道,其中只有一個(gè)例子是從每個(gè)茶匙中漂浮著數(shù)百萬(wàn)個(gè)海洋的海洋中汲取的。
考慮到這些數(shù)字,似乎肯定有更多不尋常的病毒等待在下一波浪潮下發(fā)現(xiàn)。
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