科学家发现超过300种具有奇怪能力的“巨型”病毒

来源：中国数字科技馆

科学家们不断在世界各地发现奇怪的病毒。本周，研究人员详细介绍了他们发现的相对庞大的噬菌体，即感染细菌的病毒。这些大型微生物不仅在体积上使典型的病毒相形见绌，它们似乎还能做出只有在生物中才能看到的复杂动作。

近年来，我们发现了各种比通常大得多的病毒，有些甚至比某些细菌还要大。使这些病毒变大的不仅仅是物理尺寸;这是他们的基因。例如，甲型流感病毒有8个基因，相当于1.3万个DNA碱基对。但迄今为止发现的最大的病毒有数百个基因，有超过100万个碱基对，可以在功率最小的显微镜下看到。

众所周知，这些巨大的病毒，主要是在变形虫中发现的，通常在远离人类的环境中。但研究人员现在在更奇异的地方和离家更近的地方发现了类似的大型噬菌体。去年，一个研究小组记录了生活在孟加拉国人肠道细菌中的大型噬菌体。在今天发表在《自然》杂志上的一项新研究中，该团队现在提供了证据，表明全球各地存在更大的噬菌体。

病毒的世界“比以前认为的要复杂和有趣得多”。

如今，科学家经常通过从环境中提取的DNA样本来研究和发现新的病毒。在这种情况下，研究人员观察了从人类和动物粪便、淡水和海洋水体、泥泞沉积物和温泉等环境中提取的样本。然后，他们筛选出了所有可能不是噬菌体的微生物，包括其他病毒。最后，他们试图重建残存物种的基因组。

“(我们发现的)基因组很大，有些比‘典型’噬菌体大得多，”研究作者、加州大学伯克利分校地球和行星科学教授吉尔·班菲尔德(Jill Banfield)在一封电子邮件中告诉Gizmodo。

Banfield和她的团队表示，他们发现了超过300种噬菌体，它们的大小超过20万个碱基对。他们发现最大的一个噬菌体有超过73.5万个碱基对，是平均噬菌体基因大小的10倍多。这些被研究小组称为“巨型噬菌体”的噬菌体，似乎也拥有通常在生物体和细胞中发现的基因，这些基因应该能让它们完成一些相当复杂的任务。

例如，许多巨型噬菌体的基因对细菌用来抵御病毒的CRISPR系统很重要。虽然我们大多数人可能会认为CRISPR是一种漂亮的基因编辑技术，但它的起源是一种古老的免疫系统，细菌(以及另一种被称为古生菌的单细胞生命分支)利用它来切割想要感染它们的敌对病毒的DNA。该研究的作者Basem Al-Shayeb告诉Gizmodo，这些与crispr相关的基因可能被巨大的噬菌体用来增强宿主的防御能力，以一种“病毒间的战争，以锁定和摧毁争夺同一宿主细胞的其他病毒”的形式。

这一最新发现表明，我们对病毒的了解是多么的少。在大型病毒中看到的类似生命的能力混淆了病毒——通常被视为非生命实体——的真实面目。即使在大型病毒中，事情也没有这么简单。

巨大的噬菌体虽然在某些方面与其他巨型病毒相似，但可能与它们的关系并不是很密切，就像细菌与阿米巴原虫或其他真核生物（细胞具有不同细胞核的生物）没有密切关系一样。相反，该团队认为，它们属于完全不同的病毒组或进化枝。在他们发现的 350 多个巨大噬菌体中，该团队将它们分成 10 个独立的进化枝，每个进化枝的名字在共同作者的母语中意为“巨大”。美国分支？“巨噬细胞。”

虽然喜欢变形虫的巨型病毒对人类来说可能不是问题，但对巨大的噬菌体来说可能并非如此。已知，生活在人体肠道中的噬菌体会影响肠道微生物群，从而影响人们患某些疾病的风险。它们还可能将基因转移到细菌中，使它们更有抗生素耐药性或更有可能引发疾病。然而，目前关于噬菌体对健康影响的研究还很有限。与此同时，科学家们可能能够通过研究这些奇怪的病毒来改进CRISPR等工具。

班菲尔德说，可以肯定的是，病毒的世界——无论是感染阿米巴原虫、人类还是细菌——“比以前认为的要复杂和有趣得多。”