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研究揭示了病毒进化的复杂性

导读将活细胞与病毒进行比较有点像将西斯廷教堂与后院狗屋进行比较。由于缺乏复杂的活细胞机制,病毒代表了生物学的极端程度。他们是生物世界的

将活细胞与病毒进行比较有点像将西斯廷教堂与后院狗屋进行比较。由于缺乏复杂的活细胞机制,病毒代表了生物学的极端程度。他们是生物世界的真正极简主义者。

然而,病毒学领域充满了关于这些建筑上简单但神秘的实体的未解答的问题。在新的研究中,亚利桑那州立大学的分子病毒学家Arvind Varsani加入了一个着名的国际团队,探索一类特定的病毒,找出遗传片段,揭示病毒进化的复杂性。

这项新研究探讨了环状Rep编码单链(CRESS)DNA病毒的进化动力学。研究结果表明,这一类广泛的单链DNA病毒感染了生命的所有三个细胞领域,它们通过复杂的进化过程获得了它们的遗传成分,这些进化过程无法追溯到单一的祖先事件。相反,病毒是强迫性借款者,从许多来源获取遗传物质,包括细菌,古细菌和真核细胞以及称为质粒的环状寄生复制子和其他移动遗传元件,如转座子。

当一组移动元素 - 如CRESS DNA病毒 - 来自不止一个共同的进化祖先或祖先群体时,它们被称为多系统。这种现象在病毒世界中很常见,为研究人员带来了挑战和机遇,因为在强大的新技术的帮助下,重新考虑了这个巨大领域的定义,分类和进化轨迹。

更好地理解不同病毒和细胞衍生的遗传片段之间混杂遗传信息的共享可能有一天会改善控制这些寄生实体的努力,其中一些寄生实体对人类健康和作物产量具有破坏性影响。

这些探索也有可能为地球最早的生命起源提供新的视角,并解决了基于细胞的生命如何与地球上惊人的病毒阵列(被称为病毒体)并存的问题。

在过去的十年中,我们一直在使用宏基因组方法在各种生态系统中发现病毒,因此填充了CRESS DNA病毒数据库。这为CRESS DNA病毒的全球分析铺平了道路,从而深入了解了这些和其他相关病毒的起源。“

他与立陶宛维尔纽斯大学生命科学中心生物技术研究所Darius Kazlauskas合作;Eugene V. Koonin,马里兰州贝塞斯达国立卫生研究院;和Mart Krupovic,法国巴斯德研究所微生物学系。

这项新研究发表在最新一期的“自然通讯”杂志上。

一个充满病毒的世界

最近对环境基因组学的研究表明,地球上最丰富的生物实体是病毒,病毒颗粒数量超过细胞一到两个数量级。它们展现出非凡的多样性,并适应了几乎所有的地球环境。就增长潜力,丰富度,生物多样性,适应性和影响而言,它们也可能被认为是最成功的生物参与者。

病毒由核酸组成 - RNA或DNA--被保护壳包围,称为衣壳。每种病毒的工作描述都很简单:进入活细胞,劫持其代谢机制并制造后代。

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