Nature新闻:复活三万年前的巨型病毒

【字体: 时间:2014年03月05日 来源:生物通

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  科学家们复活了一个埋藏在西伯利亚永冻层三万年的巨型病毒,而且这一病毒仍然具有感染能力,请注意这不是一部低成本科幻电影的内容简介。幸运的是这个病毒感染的对象是阿米巴变形虫,不过研究者们指出地球冰层的融化,可能会导致其它古老病毒复活,从而危害人类健康。

  

生物通报道: 科学家们复活了一个埋藏在西伯利亚永冻层三万年的巨型病毒,而且这一病毒仍然具有感染能力,请注意这不是一部低成本科幻电影的内容简介。幸运的是这个病毒感染的对象是阿米巴变形虫,不过研究者们指出地球冰层的融化,可能会导致其它古老病毒复活,从而危害人类健康。

新解冻的病毒长达1.5微米,是人们目前所发现的最大病毒,其尺寸相当于一个小细菌。领导这项研究的是法国Aix-Marseille大学的夫妻档进化生物学家Jean-Michel ClaverieChantal Abergel,,他们将这一病毒命名为Pithovirus sibericum(取希腊语酒坛之意)。这项研究发表在本期的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。

ClaverieAbergel此前曾参与了其它一些巨型病毒的发现,包括2003年首次发现的巨型病毒Mimivirus,以及去年发现的潘多拉病毒(Pandoravirus)。“这一团队再一次为我们展现了巨型病毒的多样性,”英属哥伦比亚大学的病毒学家Curtis Suttle评论道(未参与这一研究)。相关信息:Science:破纪录的超大病毒

两年前,ClaverieAbergel的研究团队听说俄国科学家们从三万年历史的西伯利亚永冻层中的果实复活了一种古代职务。“如果可以复活植物,那么也应该能够复活病毒,”Claverie说。于是,他们在俄国团队提供的永冻层样本中,用阿米巴虫作饵找到了巨型病毒。(阿米巴虫是巨型病毒的典型目标)

在显微镜下,Pithovirus是一个厚壁的橄榄形病毒,一端具有开口。尽管Pithovirus与潘多拉病毒很类似,但它们其实是完全不同的两种病毒。

令人惊讶的特性

Pithovirus的开口处具有一个蜂窝状的盖子结构。它增殖时会在宿主细胞质中建立复制“工厂”,而不是像绝大多数病毒那样接管宿主的细胞核。Pithovirus病毒中只有三分之一的蛋白与其它病毒存在相似性。而且令人惊讶的是,尽管这种病毒体积很大,但它的基因组比潘多拉病毒小得多。

“那巨大的颗粒几乎是空的,”Claverie说。“我们认为病毒具有特殊的本领,能够将DNA极其紧密地包装到很小的颗粒中。但这种病毒的包装比噬菌体要松散150倍。”

尽管巨型病毒几乎都以阿米巴虫为目标,但去年法国病毒学家Christelle Desnues发现,一种巨型病毒(Marseillevirus)感染了一名11个月大的男孩。为此ClaverieAbergel担心,全球温度的升高以及北极圈的采矿和钻井项目,会使更多具有感染性的古代病毒融化,从而对人类健康造成威胁。

不过Suttle认为,人们每天都在接触成千上万的病毒。与其担忧冰层融化释放的有害病毒影响人类健康,“还不如担心海平面上升造成人们流离失所,这个问题更加实际。”

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生物通编辑:叶予

生物通推荐原文摘要:

Thirty-thousand-year-old distant relative of giant icosahedral DNA viruses with a pandoravirus morphology

The largest known DNA viruses infect Acanthamoeba and belong to two markedly different families. The Megaviridae exhibit pseudo-icosahedral virions up to 0.7 μm in diameter and adenine–thymine (AT)-rich genomes of up to 1.25 Mb encoding a thousand proteins. Like their Mimivirus prototype discovered 10 y ago, they entirely replicate within cytoplasmic virion factories. In contrast, the recently discovered Pandoraviruses exhibit larger amphora-shaped virions 1 μm in length and guanine–cytosine-rich genomes up to 2.8 Mb long encoding up to 2,500 proteins. Their replication involves the host nucleus. Whereas the Megaviridae share some general features with the previously described icosahedral large DNA viruses, the Pandoraviruses appear unrelated to them. Here we report the discovery of a third type of giant virus combining an even larger pandoravirus-like particle 1.5 μm in length with a surprisingly smaller 600 kb AT-rich genome, a gene content more similar to Iridoviruses and Marseillevirus, and a fully cytoplasmic replication reminiscent of the Megaviridae. This suggests that pandoravirus-like particles may be associated with a variety of virus families more diverse than previously envisioned. This giant virus, named Pithovirus sibericum, was isolated from a >30,000-y-old radiocarbon-dated sample when we initiated a survey of the virome of Siberian permafrost. The revival of such an ancestral amoeba-infecting virus used as a safe indicator of the possible presence of pathogenic DNA viruses, suggests that the thawing of permafrost either from global warming or industrial exploitation of circumpolar regions might not be exempt from future threats to human or animal health.

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