地球巨型病毒是怎样发现的

伤我心太深

　　在1992年，研究人员在英格兰北部城市布拉德福德的水塔中发现了一种前所未见的神秘微生物，在显微镜下它们的样子十分怪异。多毛的、拥有20个侧面多面体的奇特形状，这些特征都表明它是一种病毒。但作为病毒来说，它的体型似乎确实太大了。研究人员对它进行仔细研究后发现，这种复杂的微生物完全不符合那些具有传染性病毒的特性。


　　然而，它确实是病毒。科学家将其命名为“拟菌病毒”，也叫“米米病毒”(mimivirus)。之后，更多令人惊讶的巨型病毒不断被发现，似乎无处不在，它们的世界比我们想象的更庞大和多元化。巨型病毒的基因似乎表明，它们可以被列为一种新的类型的生命形态。巨型病毒甚至还可能与我们能成为今天的人类有着一定的关系。法国巴黎巴斯德研究所分子生物学家帕特里克·福泰尔说:“如果我们想要理解进化和生命的起源，病毒是一个首先必须要考虑的因素。”




　　巨型病毒资料图

　　一直以来，生物学家不愿承认病毒是一种生命形式，因为它们必须依赖于宿主才能生存。作为一种寄生体，病毒将它们的基因指令注入宿主细胞，“劫持”细胞的生物化学机制进行自我复制，继而进行繁殖。由于病毒这一特征，所以它的基因简单，如现发现人类免疫缺陷病毒(HIV)只有9个基因，但米米病毒却有惊人的1260个基因。

　　相对于细菌，病毒太渺小了。1892年，当时俄罗斯一位名叫德米特里·伊凡诺夫斯基的植物学家面对一种大肆毁坏烟草作物的不知名疾病百思不得其解。他将得病植株的汁液过滤处理后发现它仍然具有感染性。由于滤网的孔眼很小，可以过滤掉任何细菌，因此他得出结论认为，引起植物生病的一定是比细菌还要小得多的东西。这种比细菌还要小的致病体，后来被命名为病毒。

与众不同的病毒



　　1998年，法国科学家伯纳德·拉-斯科拉再次对米米病毒进行了研究。他之所以对它产生兴趣，是因为这种微生物没有任何核糖体，而核糖体是制造蛋白质的工厂，也是所有细胞生命的标志。但是不久之后，一些科学家发现，这种生物并不像细菌那样，而是通过分裂细胞繁殖的，因而终于有了确凿的证据表明它是一种病毒。


　　在接下来的时间里，以色列魏茨曼科学研究所的亚伯拉罕·明斯基开始对这种病毒进行了进一步的探究之后，又有了新的发现。其中一个发现就是它有一个五角星形的图案，就像是刻在病毒身上的“纹身”一样。明斯基说：“我们看到了这种令人叹为观止的五重结构，但我们不知道这到底是什么东西。”

　　原来这是由五个三角形结构拼接起来的门户接缝，通过这个门户在感染过程中让病毒粒子的内含物释放进入宿主。之前从没有人见过这样的东西，明斯基将它称之为“星形门户”。




　　米米病毒与其他一些微生物的大小对比


　　明斯基对米米病毒创造的“病毒工厂”进行了仔细的研究。据知，好几种传统病毒都有这样一种集合体，它们在宿主的细胞内，就像一个加工厂一样，不断复制出大量子代病毒。但米米病毒与其他病毒都不一样，米米病毒工廠所用的“工厂员工”是宿主细胞本身的核糖体(用来生产蛋白质)和线粒体(提供能量)。另外，与已知的其他病毒工厂相比较，米米病毒的“制造工厂”规模要大得多，足以容纳成百上千的新病毒。明斯基说：“我们仍然不知道米米病毒是如何‘招募’宿主核糖体、线粒体为其服务的机制，但显然这是一个非常直接非常有效的机制。”


　　搞清楚巨型病毒的这种机制是一个非常迫切的任务，特别是它们几乎无处不在，到处都有它们的身影。法国病毒学让-米歇尔·克莱沃亚是确认米米病毒存在的研究小组成员之一，他说：“我怀疑像这样的巨型病毒还有很多，只是还未被发现而已。我们无法想象，巨型病毒究竟能长到多大。”从那时开始，他和妻子尚塔尔·阿博盖尔一直在寻找更多巨型病毒样本。

　　寻找和发现更多巨型病毒杂谈



　　又有了新发现的是与克莱沃亞在同一个大学的研究人员迪迪尔·拉乌尔。拉乌尔一开始在一些最有可能发现巨型病毒的地方：更多的水塔中寻找。他的运气不错，在巴黎发现了一种比米米病毒个头还大的巨型病毒，他将其命名为“妈妈病毒”(mamavirus)。

　　但更引起轰动的是他们在“妈妈病毒”体内发现了噬病毒体Sputnik virophage，俄语中的意思是“旅伴”，这是首次发现一种病毒被另一种病毒感染。这一发现为病毒是活着的生命体这一说法提供了新的证据，因为显然，“妈妈病毒”也会“生病”。

　　2010年，拉乌尔发表了新的发现成果，他从河流、湖泊、泉水和水龙头等处一共发现了19种新病毒菌株。

　　自那以后，科学家开始发现越来越多的巨型病毒。2011年，克莱沃亚在智利近海发现了一种甚至更大的病毒，他将其命名为“巨型病毒”(megavirus)。在智利的一条河里和澳大利亚的一个池塘里，他和他的团队还从泥浆样本中发现了一种如今命名为“潘多拉病毒”的巨型病毒——一个病毒样本含有1500个基因，另一个病毒样本甚至含有2550个以上的基因。




　　被噬病毒体感染的巨型病毒以及噬病毒体结构示意图

　　之后又发现了更令人惊讶的病毒样本。在3万年前的冰芯样本中，克莱沃亚发现了一种颇为壮观的巨型病毒：阔口罐病毒(pithovirus)。这家伙足有1.5微米长，相当于一些普通细菌的长度。它还拥有一些奇怪的特征，如一端的膜上有小孔，小孔上还有“孔塞”盖住。

　　克莱沃亚说;“如今我们知道到处都有巨型病毒的身影，它们无处不在。我相信，我们甚至可以在我们家里的后院里找到它们。”它们甚至还会出现在我们的身体内(见链接“巨型病毒可能与一些人类疾病相关”)。



　　图片/本文来源：《大自然探索)》杂志