病毒是生命实体而不是机器

根据上周发表在“科学进步”杂志上的一项新研究，病毒是完全存活的生物，与细胞有着悠久的进化历史。

“到目前为止，病毒一直难以分类。在其最新报告中，国际病毒分类委员会根据其形状和大小，遗传结构和繁殖方式识别了七种病毒，“伊利诺伊大学的共同作者古斯塔沃·卡埃塔诺 - 安诺尔斯教授说。

“在这种分类下，属于同一命令的病毒家族可能与共同的祖先病毒不同。然而，104个病毒家族中只有26个被分配到一个订单，其中大多数的进化关系仍不清楚。“

部分混乱源于病毒的丰富性和多样性。到目前为止，已经鉴定并测序了不到4,900种病毒，尽管科学家们估计有超过一百万种病毒。

许多病毒非常小，只含有少量基因。其他的，像最近发现棘阿米巴-infecting病毒(阔口罐病毒，Mollivirus，Mimiviruses和Pandoraviruses)，是巨大的，与基因组比一些细菌的大。

这项新研究的重点是广泛的蛋白质结构库，称为“折叠”，编码在所有细胞和病毒的基因组中。通过比较生命树不同分支的折叠结构，科学家们可以重建褶皱和基因组编码的生物的进化历史。

同样来自伊利诺伊大学的Caetano-Anollés教授和他的同事Arshan Nasir选择分析蛋白质折叠，因为编码病毒基因组的序列会发生快速变化。

“它们的高突变率可以掩盖深层进化信号。蛋白质折叠是古代事件的更好标记，因为即使编码它们的序列开始改变，它们的3D结构也能得以维持，“Caetano-Anollés教授说。

今天，许多病毒 - 包括导致疾病的病毒 - 接管宿主细胞的蛋白质构建机制，制造自身的拷贝，然后可以传播到其他细胞。病毒通常将自己的遗传物质插入宿主的DNA中。事实上，古代病毒浸润的残余现在是大多数细胞生物(包括人类)基因组的永久特征。

“这种移动遗传物质的诀窍可能是病毒作为多样性传播者的主要作用的证据，”Caetano-Anollés教授说。

该小组分析了代表生命树每个分支的5,080种生物中的所有已知褶皱，包括3,460种病毒。

他们使用先进的生物信息学方法，鉴定了细胞和病毒共享的442个蛋白质折叠，以及病毒独有的66个蛋白质折叠。

“这告诉你，你可以建立一棵生命之树，因为你已经在病毒中发现了许多具有细胞所具有的所有属性的特征。除了与细胞共享的成分外，病毒还具有独特的成分，“Caetano-Anollés教授说。

该分析揭示了病毒中的遗传序列，这些序列与细胞中看到的不同。这与一种假设相矛盾，即病毒从细胞中捕获了所有遗传物质。

“这个和其他研究结果也支持了病毒是新奇创造者的想法，”Caetano-Anollés说。

研究人员使用计算方法来构建包含病毒的生命树。

“数据表明，病毒起源于多个古老的细胞，并与现代细胞的祖先共存。这些古老的细胞可能包含分段的RNA基因组，“Caetano-Anollés教授说。

“数据还表明，在其进化史上的某个时刻，在现代细胞生命出现后不久，大多数病毒都能够将自身封装在保护其遗传有效载荷的蛋白质外壳中，使它们能够在宿主之外度过部分生命周期。细胞和传播。“

病毒特有的蛋白质折叠包括形成这些病毒衣壳的蛋白质折叠。随着时间的推移，这些衣壳变得越来越复杂，使病毒对先前抵抗它们的细胞具有传染性。这是寄生的标志，“纳西尔说。

“一些科学家认为，病毒是无生命的实体，细胞生命中会释放出一些DNA和RNA。他们指出，病毒无法在宿主细胞外复制，并依赖细胞的蛋白质构建机制发挥作用。但是，很多证据支持病毒与其他生物实体没有什么不同的观点，“Caetano-Anollés教授说。

许多生物需要其他有机体生存，包括生活在细胞内的细菌，以及与专性寄生关系有关的真菌 - 它们依靠宿主完成其生命周期。这就是病毒的作用。

“病毒中缺乏转化机制曾被认为是将其归类为无生命的理由。这已不复存在。病毒现在在生命之树中占有一席之地。显然，病毒的数量远远超过我们曾经想过的，“Caetano-Anollés教授总结道。