從 3 萬年冰層中復活的巨型病毒

迄今為止發現的最大的病毒被發現仍然具有傳染性,這暗示了凍土層中蘊藏著病毒的多樣性

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科學家們復活了一種在西伯利亞冰層中埋藏了 3 萬年的巨型病毒,而且它仍然具有傳染性,這似乎是直接從低成本科幻電影中走出來的情節。幸運的是,它的目標是變形蟲,但研究人員認為,隨著地球冰層的融化,這可能會引發其他古代病毒的迴歸,對人類健康構成潛在風險。

新解凍的病毒是有史以來發現的最大的病毒。它長 1.5 微米,大小與小型細菌相當。進化生物學家讓-米歇爾·克拉弗裡和尚塔爾·阿貝爾熱爾是法國艾克斯-馬賽大學的一對夫婦,他們領導了這項工作,他們將其命名為西伯利亞皮託病毒,靈感來自希臘語“pithos”,意為古希臘人用來儲存葡萄酒和食物的大容器。“我們是法國人,所以我們必須在故事中加入葡萄酒,”克拉弗裡說。結果發表在《美國國家科學院院刊》上。

克拉弗裡和阿貝爾熱爾幫助發現了其他所謂的巨型病毒——包括 2003 年的第一個病毒,名為 擬菌病毒,以及去年發現的另外兩個病毒,被稱為潘多拉病毒(參見“巨型病毒開啟潘多拉魔盒”)。“這個小組再次讓我們看到了巨型病毒中存在的巨大多樣性,”加拿大溫哥華不列顛哥倫比亞大學的病毒學家柯蒂斯·薩特爾說,他沒有參與這項工作。


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兩年前,克拉弗裡和阿貝爾熱爾的團隊瞭解到,俄羅斯的科學家 復活了一種古代植物,該植物來自埋藏在 3 萬年西伯利亞永久凍土中的果實。“如果可以復活植物,我想知道是否可以復活病毒,”克拉弗裡說。他們使用了俄羅斯團隊提供的永久凍土樣本,透過使用變形蟲(這些病原體的典型目標)作為誘餌來尋找巨型病毒。變形蟲開始死亡,研究小組在它們體內發現了巨型病毒顆粒。

在顯微鏡下,皮託病毒 看起來像一個厚壁橢圓形,一端有一個開口,很像潘多拉病毒。但儘管它們的形狀相似,阿貝爾熱爾指出,“它們是完全不同的病毒”。

令人驚訝的特性 皮託病毒 有一個帶有蜂窩結構的“塞子”,封住它的開口(參見電子顯微鏡影像)。它透過在其宿主細胞質中構建複製“工廠”來複制自身,而不是像大多數病毒那樣透過接管細胞核來複制。其蛋白質中只有三分之一與其他病毒的蛋白質有任何相似之處。而且,令研究小組驚訝的是,儘管它的體積更大,但它的基因組卻比潘多拉病毒的基因組小得多。

“那個巨大的顆粒基本上是空的,”克拉弗裡說。“我們認為這是病毒的一個特性,即它們將 DNA 非常緊密地壓縮到儘可能小的顆粒中,但這傢伙的壓縮程度比任何噬菌體 [感染細菌的病毒] 低 150 倍。我們什麼都不明白了!”

儘管巨型病毒幾乎總是以變形蟲為目標,但法國馬賽國家科學研究中心的病毒學家克里斯泰爾·德斯努斯去年 發現了一些跡象,表明另一種巨型病毒 馬賽病毒 感染了一名 11 個月大的男孩。他因淋巴結髮炎而住院,德斯努斯的研究小組在他的血液中發現了馬賽病毒 DNA 的痕跡,並在淋巴結中發現了病毒本身。“很明顯,巨型病毒不能被視為自然界中獨立的怪胎,”她說。“它們構成了病毒圈的組成部分,對多樣性、進化甚至人類健康都有影響。”

克拉弗裡和阿貝爾熱爾擔心,全球氣溫上升,加上北極地區的採礦和鑽探作業,可能會解凍更多仍然具有傳染性的古代病毒,這些病毒可能會對人類健康構成威脅。

但薩特爾指出,人們每天已經吸入數千種病毒,並且在海里游泳時會吞下數十億種病毒。融化的冰會釋放有害病毒,而這些病毒會廣泛傳播到足以影響人類健康的觀點,“將科學理性拉伸到了崩潰的邊緣”,他說。“我更擔心的是數億將因海平面上升而流離失所的人。”

本文經《自然》雜誌許可轉載。這篇文章於 2014 年 3 月 3 日 首次發表

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