绿藻基因组中有时含有整个巨型病毒的DNA
。 图片泉源： AMI IMAGES

2003年，科学家在病毒天下里发明了重大的工具：一些大到用标准显微镜就能看到的病毒
。其时，这些重大的寄生者被以为是有数的，但厥后研究证实，它们比预想的更常见
。据《科学》报道，现在，研究职员已经在几种常见藻类的基因组中发明了完整的巨型病毒基因组
。这一发明批注，这种希奇的病毒群比科学家想象的更多产，也更具有潜在的影响力
。

“这些病毒为宿主孝顺的DNA数目和基因多样性令人震惊
。”未加入这项事情的美国康奈尔大学基因组生物学家Cedric Feschotte说，“大宗遗传物质的注入”可能会影响宿主的新陈代谢和生涯
。

典范的病毒没有足够的基因以自力生涯，它们必需依赖其宿主——无论细菌、人类细胞照旧其他有机体
。病毒通过让宿主复制它们的遗传物质和制造自我复制所需的卵白质举行滋生
。因此，今年早些时间，当发明巨型病毒含有似乎不需要的基因，即对细胞代谢很主要但对病毒代谢不主要的DNA片断时，研究职员感应很惊讶
。

弗吉尼亚理工学院微生物学家Frank Aylward及其博士后Mohammad Moniruzzaman对这一谜团举行了研究，将在巨病毒DNA中发明的基因与之前在其他基因组中发明的基因举行了匹配
。“病毒匹配一直泛起在藻类基因组中
。” Aylward说
。

因此，这对同伴和同事系统研究了代表绿藻类植物所有测序DNA的基因组
。研究小组日前在《自然》上报道称，这些物种的DNA中保存一种完整的巨型病毒
。

总的来说，这些病毒在藻类中添加了78到1782个基因
。两种藻类的DNA中甚至含有两种巨型病毒的所有基因组，其中一种占藻类总基因数的10%
。

现在尚不清晰为什么这些病毒会将DNA“匿伏”到宿主的基因组中，而不是在细胞内复制
。这可能是病毒确保其遗传物质代代相传的一种方法
。艾滋病病毒和其他病毒也是将基因整合到人类DNA中，这是它们很难被免疫系统或药物祛除的缘故原由之一
。

研究职员发明，其中一些巨型病毒可能已经保存了数百万年
。事实上，一些病毒DNA在基因中获得了被称为内含子的非编码DNA
。它们的一些基因现在被复制或丧失了，这种转变不太可能爆发在仅漂浮于藻类细胞中的病毒身上
。

“他们提出了一个确凿的案例，即判断的病毒序列很可能是宿主基因组的一部分
。” 德国马克斯·普朗克医学研究所情形病毒学家Matthias Fischer体现
。

“我对这种巨型病毒（合并）能够爆发并普遍撒播感应惊讶
。”植物和微生物学研究所微生物学家Chuan Ku增补说
。Ku已经搞清了一种熏染名为Emiliania huxleyi的细小藻类的巨型病毒的生命周期
。“研究这种（团结）是否会对（宿主）基因组进化爆发长期的影响是很有趣的
。”

藻类中的病毒DNA甚至可包括从其他藻类中截取的基因
。因此，加拿大达尔豪斯大学进化生物学家Andrew Roger说，这些巨型病毒可能是在物种间转达基因的一种方法
。所有这些新的DNA可以使宿主基因组施展新功效，提高藻类生涯能力，并可能塑造了藻类的多样性和漫衍
。

“这些相互作用从生命最先就一直在举行
。” Fischer增补道，“它们继续在细胞进化中饰演主要角色
。”

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2924-2