巨型病毒發(fā)明了自己的基因

結(jié)構(gòu)和基因組信息實(shí)驗(yàn)室(CNRS / Aix-MarseilleUniversité)的研究人員與大型生物實(shí)驗(yàn)室的合作伙伴(CEA / Inserm /UniversitéGrenoble-Alpes)合作，分離出3個(gè)新成員，并將其添加到Pandoravirus家族中。在CEA-Genoscope。這些奇怪的病毒家族，其巨大的基因組和許多沒有已知等價(jià)物的基因，在幾年前被發(fā)現(xiàn)時(shí)就給科學(xué)家們感到驚訝。在2018年6月11日的Nature Communications上，研究人員提供了一個(gè)解釋：Pandoviruses似乎是新基因的工廠 - 因此也是新功能。從大自然的怪胎到進(jìn)化創(chuàng)新者，巨型病毒繼續(xù)在生命之樹上撼動分支。

2013年，兩種巨型病毒的發(fā)現(xiàn)與之前所見的不同，模糊了病毒和細(xì)胞世界之間的界線。潘多拉病毒與細(xì)菌一樣大，并且含有比某些真核生物中發(fā)現(xiàn)的更復(fù)雜的基因組。他們奇怪的雙耳瓶形狀和巨大的非典型基因組使科學(xué)家們想知道它們來自何處。

此后，該團(tuán)隊(duì)在馬賽，法國大陸，努美阿，新喀里多尼亞和澳大利亞墨爾本分離出三個(gè)新家庭成員。隨著在德國發(fā)現(xiàn)的另一種病毒，該團(tuán)隊(duì)使用不同的方法比較了這六種已知病例。分析表明，盡管這些病毒具有非常相似的形狀和功能，但它們只共享編碼蛋白質(zhì)的一半基因。然而，通常，同一家族的成員具有更多共同的基因。

此外，這些新成員以巨大的潘多拉病毒基因組大小，它們的多樣性和它們所含的大部分孤兒基因而著稱：這些病毒中的大多數(shù)具有大量的孤兒基因，即編碼在其他生命中沒有等同的蛋白質(zhì)的基因。有機(jī)體(這兩種先前發(fā)現(xiàn)的潘多拉病毒已經(jīng)是這種情況)。這種無法解釋的特征是許多關(guān)于病毒起源的辯論的核心。研究人員最驚訝的是，孤兒基因與一種潘多拉病毒不同，使得它們不太可能從共同的祖先遺傳下來。

生物信息學(xué)分析表明，這些孤兒基因表現(xiàn)出與潘多拉病毒基因組中非編碼(或基因間)區(qū)域非常相似的特征。研究結(jié)果表明，唯一可能的解釋是基因可能在基因間區(qū)域自發(fā)地隨機(jī)發(fā)源。在這種情況下，基因“出現(xiàn)”在從一個(gè)菌株到另一個(gè)菌株的不同位置，從而解釋了它們的獨(dú)特性質(zhì)。

如果得到證實(shí)，這一開創(chuàng)性的假設(shè)將使這些巨大的病毒工匠成為遺傳創(chuàng)造者 - 對生命之源及其進(jìn)化的任何理解都是一個(gè)核心但仍然解釋不清的組成部分。

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