根據(jù)上周發(fā)表在“科學(xué)進(jìn)步”雜志上的一項(xiàng)新研究，病毒是完全存活的生物，與細(xì)胞有著悠久的進(jìn)化歷史。

“到目前為止，病毒一直難以分類(lèi)。在其最新報(bào)告中，國(guó)際病毒分類(lèi)委員會(huì)根據(jù)其形狀和大小，遺傳結(jié)構(gòu)和繁殖方式識(shí)別了七種病毒，“伊利諾伊大學(xué)的共同作者古斯塔沃·卡埃塔諾 - 安諾爾斯教授說(shuō)。

“在這種分類(lèi)下，屬于同一命令的病毒家族可能與共同的祖先病毒不同。然而，104個(gè)病毒家族中只有26個(gè)被分配到一個(gè)訂單，其中大多數(shù)的進(jìn)化關(guān)系仍不清楚。“

部分混亂源于病毒的豐富性和多樣性。到目前為止，已經(jīng)鑒定并測(cè)序了不到4,900種病毒，盡管科學(xué)家們估計(jì)有超過(guò)一百萬(wàn)種病毒。

許多病毒非常小，只含有少量基因。其他的，像最近發(fā)現(xiàn)棘阿米巴-infecting病毒(闊口罐病毒，Mollivirus，Mimiviruses和Pandoraviruses)，是巨大的，與基因組比一些細(xì)菌的大。

這項(xiàng)新研究的重點(diǎn)是廣泛的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)庫(kù)，稱(chēng)為“折疊”，編碼在所有細(xì)胞和病毒的基因組中。通過(guò)比較生命樹(shù)不同分支的折疊結(jié)構(gòu)，科學(xué)家們可以重建褶皺和基因組編碼的生物的進(jìn)化歷史。

同樣來(lái)自伊利諾伊大學(xué)的Caetano-Anollés教授和他的同事Arshan Nasir選擇分析蛋白質(zhì)折疊，因?yàn)榫幋a病毒基因組的序列會(huì)發(fā)生快速變化。

“它們的高突變率可以掩蓋深層進(jìn)化信號(hào)。蛋白質(zhì)折疊是古代事件的更好標(biāo)記，因?yàn)榧词咕幋a它們的序列開(kāi)始改變，它們的3D結(jié)構(gòu)也能得以維持，“Caetano-Anollés教授說(shuō)。

今天，許多病毒 - 包括導(dǎo)致疾病的病毒 - 接管宿主細(xì)胞的蛋白質(zhì)構(gòu)建機(jī)制，制造自身的拷貝，然后可以傳播到其他細(xì)胞。病毒通常將自己的遺傳物質(zhì)插入宿主的DNA中。事實(shí)上，古代病毒浸潤(rùn)的殘余現(xiàn)在是大多數(shù)細(xì)胞生物(包括人類(lèi))基因組的永久特征。

“這種移動(dòng)遺傳物質(zhì)的訣竅可能是病毒作為多樣性傳播者的主要作用的證據(jù)，”Caetano-Anollés教授說(shuō)。

該小組分析了代表生命樹(shù)每個(gè)分支的5,080種生物中的所有已知褶皺，包括3,460種病毒。

他們使用先進(jìn)的生物信息學(xué)方法，鑒定了細(xì)胞和病毒共享的442個(gè)蛋白質(zhì)折疊，以及病毒獨(dú)有的66個(gè)蛋白質(zhì)折疊。

“這告訴你，你可以建立一棵生命之樹(shù)，因?yàn)槟阋呀?jīng)在病毒中發(fā)現(xiàn)了許多具有細(xì)胞所具有的所有屬性的特征。除了與細(xì)胞共享的成分外，病毒還具有獨(dú)特的成分，“Caetano-Anollés教授說(shuō)。

該分析揭示了病毒中的遺傳序列，這些序列與細(xì)胞中看到的不同。這與一種假設(shè)相矛盾，即病毒從細(xì)胞中捕獲了所有遺傳物質(zhì)。

“這個(gè)和其他研究結(jié)果也支持了病毒是新奇創(chuàng)造者的想法，”Caetano-Anollés說(shuō)。

研究人員使用計(jì)算方法來(lái)構(gòu)建包含病毒的生命樹(shù)。

“數(shù)據(jù)表明，病毒起源于多個(gè)古老的細(xì)胞，并與現(xiàn)代細(xì)胞的祖先共存。這些古老的細(xì)胞可能包含分段的RNA基因組，“Caetano-Anollés教授說(shuō)。

“數(shù)據(jù)還表明，在其進(jìn)化史上的某個(gè)時(shí)刻，在現(xiàn)代細(xì)胞生命出現(xiàn)后不久，大多數(shù)病毒都能夠?qū)⒆陨矸庋b在保護(hù)其遺傳有效載荷的蛋白質(zhì)外殼中，使它們能夠在宿主之外度過(guò)部分生命周期。細(xì)胞和傳播。“

病毒特有的蛋白質(zhì)折疊包括形成這些病毒衣殼的蛋白質(zhì)折疊。隨著時(shí)間的推移，這些衣殼變得越來(lái)越復(fù)雜，使病毒對(duì)先前抵抗它們的細(xì)胞具有傳染性。這是寄生的標(biāo)志，“納西爾說(shuō)。

“一些科學(xué)家認(rèn)為，病毒是無(wú)生命的實(shí)體，細(xì)胞生命中會(huì)釋放出一些DNA和RNA。他們指出，病毒無(wú)法在宿主細(xì)胞外復(fù)制，并依賴(lài)細(xì)胞的蛋白質(zhì)構(gòu)建機(jī)制發(fā)揮作用。但是，很多證據(jù)支持病毒與其他生物實(shí)體沒(méi)有什么不同的觀(guān)點(diǎn)，“Caetano-Anollés教授說(shuō)。

許多生物需要其他有機(jī)體生存，包括生活在細(xì)胞內(nèi)的細(xì)菌，以及與專(zhuān)性寄生關(guān)系有關(guān)的真菌 - 它們依靠宿主完成其生命周期。這就是病毒的作用。

“病毒中缺乏轉(zhuǎn)化機(jī)制曾被認(rèn)為是將其歸類(lèi)為無(wú)生命的理由。這已不復(fù)存在。病毒現(xiàn)在在生命之樹(shù)中占有一席之地。顯然，病毒的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我們?cè)?jīng)想過(guò)的，“Caetano-Anollés教授總結(jié)道。