病毒是生物,它们和细胞一同经历了漫长的进化史——这一假说最近得到了一项新研究的支持。研究人员称,这项研究首次提供了可靠的方法,将病毒的演化追溯到病毒和细胞都还不以当前形式存在的时期。这项新发现发表在《科学进展》杂志上。
古斯塔沃·凯埃塔诺-安诺莱斯的团队用生物信息学方法分析了病毒蛋白质的折叠,从而追溯其演化历程。古斯塔沃表示,在此之前,病毒的分类相当困难。国际病毒分类委员会在它最新的报告中将病毒根据形态大小、遗传结构和增殖方式将之划分出了7个目。
尽管科学家估计有超过100万种病毒,但目前经过鉴定并测序的病毒还不到4900种。很多病毒极小,比细菌和其他微生物还要小很多,并且只包含少数基因;有些病毒——比如近期发现的拟菌病毒——却个体巨大,基因组也甚至比某些细菌的还大。
这项新研究专注于研究庞大的蛋白质折叠结构库——所有细胞和病毒的基因组都编码蛋白质,而折叠是蛋白质结构的基石,赋予蛋白质复杂的三维形状。通过比较“生命之树”各分支上蛋白质折叠结构的异同,研究人员能够重建折叠结构的演化史,以及编码这些结构的生物体的演化史。
研究人员分析了涵盖了生命树所有分支的5080种生物体(包括3460种病毒)中已知的蛋白质折叠结构。利用先进的生物信息学方法,他们鉴定出细胞和病毒共享的442种蛋白质折叠结构,另有66种为病毒所特有。
有些科学家认为病毒并非生物,只是依存于细胞生命的DNA和RNA片段。他们指出,病毒不能在宿主细胞外复制,还要依靠细胞的蛋白质组装机器执行功能。但是很多证据显示,病毒和其他生物体的区别并没有那么大。
巨大的拟菌病毒在21世纪初被发现,也挑战了关于病毒本质的传统观点。这些巨大的病毒与只有7个基因的微小的埃博拉病毒不同,它们体型庞大,还有巨大的基因库。有些病毒的外形、基因组都和寄生细菌差不多大,甚至比它们更大。