南極古生菌揭示病毒來源

發現pR1SE的南極洲湖泊圖片來源：Alyce Hancock

　　一種罕見的南極微生物或許為破解進化過程中最大的謎題之一 ——病毒的起源提供了線索。相關成果日前發表于《自然—微生物學》雜志。

　　病毒和其他生命形式不同。可以說，它們根本不算活著。所有其他生命都由細胞構成，而細胞是能獨立養活自己和繁殖的復雜機器。病毒則要簡單很多。典型的病毒是一小片被包裹在衣殼中的遺傳物質。僅靠自己的話，病毒幾乎什么也做不了。不過，如果它進入活體細胞，便開始自身復制。病毒通常會傷害其宿主：例如，人體免疫缺損病毒在感染人類時會引發艾滋病。

　　幾十年來，生物學家對病毒來自何處一直非常困惑。它們是更加古老、簡單的生命形式，還是細胞進化后出現的寄生生物？

　　來自澳大利亞新南威爾士大學的Ricardo Cavicchioli和同事，在臨近南極洲海岸的勞爾群島湖泊中，發現了一種或許能為解決上述問題帶來一些曙光的微生物。這種生物體是一種古生菌：看上去像細菌的單細胞生物，但實際上屬于一個單獨的生命領域。

　　研究人員早就知道，病毒通常在南極生態系統中發揮著至關重要的作用，因此Cavicchioli團隊成員Susanne Erdmann著手在這種生物體的細胞內尋找病毒。她發現了一些意想不到的東西：質粒。

　　質粒是存在于活體細胞中的小型DNA片段，通常呈圓形。它們并不是細胞主要基因組的組成部分，但能獨立地自我復制。通常，質粒攜帶著以某種方式對細胞有用的基因：比如，對抗生素有抗藥性的基因有時會在質粒上被發現。

　　Erdmann發現的質粒被該團隊命名為pR1SE，它看上去很不尋常。它攜帶的基因使其能產生囊泡——主要由脂質構成的氣泡。通過被包裹在具有保護性的氣泡中，pR1SE能離開它的宿主細胞去尋找新的宿主。

　　換句話說，pR1SE的外表和行為很像病毒，但它攜帶著僅在質粒上發現的基因并且缺少任何表明其是病毒的基因。它是一個帶有病毒屬性的質粒。

　　Cavicchioli表示，病毒可能從像pR1SE一樣的質粒進化而來。它們從宿主那里獲得了使其產生堅硬的衣殼而非軟泡的基因。