本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
圖片：米米病毒的星魚狀易開結構（上圖）和內部灰色的含DNA核衣殼（下圖）。核衣殼有充足的呼吸空間和一個凹陷的凹坑，很像“死亡之星”上的凹痕，始終面向“星魚”。來自PLoS Biology。
1992年，科學家在英國布拉德福德的一個冷卻塔中採集了水樣，當時那裡剛剛爆發了肺炎疫情。他們正在尋找引起呼吸道疾病的細菌，例如引起退伍軍人病的那種細菌，並發現了幾種，包括一種他們命名為Bradfordcoccus的新細菌。但Bradfordcoccus不是細菌。Bradfordcoccus在10多年後才被揭示真面目，在其被發現時，它成為了當時世界上已知最大的病毒，比之前已知的任何病毒都大一個數量級。
而且它確實是一種非同尋常的病毒。它的基因組長度超過110萬個鹼基對，比大約二十幾個細胞進化枝的基因組還要大，並且編碼超過900個基因，其中包括病毒生存所需的大部分蛋白質。這也意味著，根據一些科學家的說法，它可能是地球上最早的生命形式——或者說是某種生命形式——的後代。
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它的整體形狀是關於它為數不多的標準特徵之一：一個熟悉的病毒二十面體——這也是它最終被識別出來的方式——包裹在一個蓬鬆的纖維外殼中，其他一些病毒也有這種外殼。但是，與內容物儘可能緊密地包裝在一起的經濟型病毒不同，它寬敞的內部空間為容納一個膜結合的囊袋提供了充足的空間，該囊袋包含生物體的DNA（核衣殼）。並且在其二十面體頂點之一上具有獨特的星魚狀密封，很可能是病毒等同於易拉罐拉環的結構。
它們與常見的細菌（如立克次體（其中一種會導致落基山斑疹熱））一樣大，並且比生殖支原體（已知最小的自由生活細菌，其自身基因組只有米米病毒的一半長，約為600kb）還要大，生殖支原體是科學家最近在實驗室中合成的生物體，以追求合成生命。你幾乎可以在光學顯微鏡下看到這些東西——包括它們的毛茸茸的外殼，它們大約有750奈米寬。當我在大學學習微生物學時，我可以很容易地在油鏡光學顯微鏡下看到1-2微米大的細菌。
圖片：米米病毒。來源：Creative Commons Xanthine
可以想象，對於你對“什麼是生命”的基本定義來說，這些病毒是令人費解的，傳統上病毒被認為是“絕對不是”。儘管它們可以繁殖，但病毒在沒有宿主細胞的情況下無法做到這一點。並且大多數已知的病毒都比它們的宿主小得多，並且幾乎依賴宿主來提供它們繁殖所需的所有機制。巨型病毒的DNA包含許多基因的指令，這些基因用於製造DNA、RNA、蛋白質和糖，而這些通常只在活細胞中發現——幾乎是它們繁殖所需的一切。
法國科學家將這種實體稱為“米米病毒”，意為“模仿微生物”。其他人稱它們為“巨型病毒”。現在科學家們開始尋找它們，他們發現它們遍佈全球。事實證明，海洋中充滿了它們。
在十月，科學家宣佈發現了一種類似米米病毒的病毒，它是從德克薩斯州附近的海水中提取出來的（你知道他們怎麼說：“德克薩斯州附近水域中的一切都更大”），它寄生於海洋捕食性原生生物，而不是淡水變形蟲。這種特殊的新病毒（令人高興地）攻擊一種名為Cafeteria roenbergensis的海洋微生物（擬議的新病毒目標：Coffeeshopia starbucksii和Buffet allyoucaneatensis），它在海洋食物網、海洋碳迴圈和各種過程中發揮著重要作用。當然，重要的含義是，由於Cafeteria roenbergensis正如其名稱所示，是一種強大的浮游捕食者甚至可能是地球上數量最多的捕食者（PDF），一種影響其種群動態的病毒可能會對整個海洋系統產生重大影響。而我們甚至不知道它的存在。
圖片：Cafeteria roenbergensis：來源：Creative Commons Dennis Barthel/zapyon。
儘管C. roenbergensis病毒（研究人員將其命名為CroV）顯然與Acanthamoeba米米病毒有關（它屬於核質巨DNA病毒（NCLDV）組，該組的其他著名成員包括痘病毒和藻類噬病毒），但這種新病毒有很大不同。其基因組中只有不到三分之一的基因與米米病毒基因明顯共享進化起源。
CroV的基因組為73萬個鹼基對，是已知的最大海洋病毒（可能是因為它是唯一已知的海洋巨型病毒）。與一些最小的病毒不同，後者有時依靠大約十個左右的基因，這些基因有時在同一段遺傳物質的相反兩側相互重疊*，CroV富含好東西，包括544個預測基因，其中22個編碼轉移RNA。轉移RNA (tRNA) 在蛋白質合成過程中將氨基酸穿梭到核糖體中的信使RNA（蛋白質的密碼）中。考慮到大多數生物體制造蛋白質只需要大約20-22種氨基酸，它理論上可以製造所有這些氨基酸（另一方面，人類擁有數百種tRNA的基因。正如充分證明的那樣，效率不是我們基因組的優勢）。
與許多較小的病毒也不同，後者實際上利用它們的遺傳草率性來獲得進化優勢，CroV像大多數細胞生物一樣，關心並照顧其DNA。它編碼自己的DNA修復酶，其中包括兩種光解酶，可以修復紫外線對DNA造成的損害。還有一個38千鹼基對的區域，似乎來自細菌，並且包括一個用於製造革蘭氏陰性菌外膜關鍵成分的完整途徑。那在那裡做什麼？更奇怪的是：Acanthamoeba米米病毒甚至包含真核基因，即來自多細胞或更復雜生物體（如原生生物）的具有細胞核的基因。很可能，病毒在細胞內自組裝時意外地獲得了它們的遺傳寶藏，而它們的宿主最近的食物或其他寄生蟲的殘骸恰好漂浮過來，科學家喜歡用一種不太令人興奮的術語稱之為“水平基因轉移”。
為什麼這些病毒如此之大？事實證明，米米病毒的大尺寸可能是它對變形蟲說“吃我”的方式。用精確尺寸的塑膠珠進行的實驗表明，如果米米病毒再小一點，變形蟲就無法如此快速或有效地吞噬它們。這對於捕食性Cafeteria也可能是正確的。而且可能是因為體積大，才使得它們的基因組進一步擴充套件。當然，體積大也有一些代價。一種被證明更大的米米病毒近親——“媽媽病毒”，在巴黎的一個冷卻塔中被發現——是第一個已知吸引了自身寄生蟲的病毒：衛星病毒。已知其他病毒具有“衛星病毒”，除非在它們的存在下，否則無法複製。但是它們不會給它們的“宿主”病毒帶來適應性成本。另一方面，Sputnik（俄語中的字面意思是“衛星”）積極地削弱了媽媽病毒的複製能力，導致它產生具有異常衣殼或外殼的畸形病毒粒子。這是第一次。當作為一種病毒，你已經催生了自己的病毒寄生蟲時，你就知道你已經變得，嗯，很大了。
對我來說，這項發現的魔力在於，我們實際上被這些東西包圍著，但沒有人知道它們在那裡。科學家們無疑表示，CroV只是海洋中巨型病毒的冰山一角。這是一個令人拍額頭的認識：我們用來從“病毒”樣本中篩選“細菌”大小顆粒的過濾器當然也捕獲了這些病毒。當研究人員對海水濾液的“細菌”部分進行NCLDV DNA取樣時，86%的樣本米米病毒檢測呈陽性。未知的怪異之處還在等待著我們。
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*也就是說，以一種方式讀取同一段DNA或RNA，你會得到一種蛋白質，而以相反的方向讀取同一段的另一部分，你會得到另一種蛋白質。這很瘋狂，但我似乎記得這在大學病毒學中是正確的，但無法在網上找到確認。讀者們，你們知道嗎？
參考文獻
線上資源
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期刊
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Fischer, M. G.; Allen, M. J.; Wilson, W. H.; Suttle, C. A. (2010). "具有非凡基因組的巨型病毒感染海洋浮游動物". 《Proceedings of the National Academy of Sciences》。doi:10.1073/pnas.1007615107
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更多資訊
Cafeteria roenbergensis。維基百科——可能包含關於“Cafeteria”名稱起源的有趣故事。無法驗證，因為期刊要收費20美元才能閱讀該文章。
Dare RK, Chittaganpitch M, Erdman DD. 肺炎患者米米病毒篩查。《Emerg Infect Dis》[網際網路上的期刊]。2008年3月。訪問日期：2010年12月20日。
米米病毒。《MicrobiologyBytes》，2007年9月11日。訪問日期：2010年12月20日。
生殖支原體。維基百科。訪問日期：2010年12月20日。
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第一種噬病毒體可能對抗病毒。《New Scientist》，2008年8月6日。訪問日期：2010年12月20日。
即使病毒也會感到沮喪。《Wired Science》，2008年8月6日。訪問日期：2010年12月20日。
關於作者：詹妮弗·弗雷澤是一位生物多樣性博主和AAAS科學新聞獎獲獎科學作家，曾為《Wyoming Tribune-Eagle》、《The Boston Globe》、《The (Louisville) Courier-Journal》、《High Country News》和《Fungi Magazine》撰稿。她擁有康奈爾大學的兩個生物學學位和麻省理工學院的科學寫作碩士學位。她在她的部落格The Artful Amoeba上撰寫關於地球生命譜的文章，並在@JenniferFrazer上釋出推文（偶爾）。像大衛·聖·哈賓斯一樣，她擔心粘菌潛在的統治世界的計劃。
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