自然-微生:南极神秘微生物揭示病毒来源 质粒

邓文龙

作者：Ricardo Cavicchioli 来源：《自然—微生物学》

发布时间：2017/8/22 14:36:05

南极神秘微生物揭示病毒来源

pR1SE被发现的南极洲湖泊

图片来源：Alyce Hancock

一种罕见的南极微生物或许为破解进化过程中最大的谜题之一 ——病毒的起源提供了线索。相关成果日前发表于《自然—微生物学》杂志。

病毒和其他生命形式不同。可以说，它们根本不算活着。所有其他生命都由细胞构成，而细胞是能独立养活自己和繁殖的复杂机器。病毒则要简单很多。典型的病毒是一小片被包裹在衣壳中的遗传物质。仅靠自己的话，病毒几乎什么也做不了。不过，如果它进入活体细胞，便开始自身复制。病毒通常会伤害其宿主：例如，人体免疫缺损病毒在感染人类时会引发艾滋病。

几十年来，生物学家对病毒来自何处一直非常困惑。它们是更加古老、简单的生命形式，还是细胞进化后出现的寄生生物？

来自澳大利亚新南威尔士大学的Ricardo Cavicchioli和同事，在临近南极洲海岸的劳尔群岛湖泊中，发现了一种或许能为解决上述问题带来一些曙光的微生物。这种生物体是一种古生菌：看上去像细菌的单细胞生物，但实际上属于一个单独的生命领域。

研究人员早就知道，病毒通常在南极生态系统中发挥着至关重要的作用，因此Cavicchioli团队成员Susanne Erdmann着手在这种生物体的细胞内寻找病毒。她发现了一些意想不到的东西：质粒。

质粒是存在于活体细胞的小型DNA片段，通常呈圆形。它们并不是细胞主要基因组的组成部分，但能独立地自我复制。通常，质粒携带着以某种方式对细胞有用的基因：比如，对抗生素有抗药性的基因有时会在质粒上被发现。

Erdmann发现的质粒被该团队命名为pR1SE，看上去很不寻常。它携带的基因使其能产生囊泡——主要由脂质构成的气泡。通过被包裹在具有保护性的气泡中，pR1SE能离开它的宿主细胞去寻找新的宿主。

换句话说，pR1SE的外表和行为很像病毒，但它携带着仅在质粒上发现的基因并且缺少任何表明其是病毒的基因。它是一个带有病毒属性的质粒。

Cavicchioli表示，病毒可能从像pR1SE一样的质粒进化而来。它们从宿主那里获得了使其产生坚硬的衣壳而非软泡的基因。（来源：科学网 宗华）

http://news.sciencenet.cn/htmlpaper/2017822143661444698.shtm



自然微生物学  发布时间： 2017年8月21日

《自然—微生物学》：来自南极盐古生菌的质粒使用专门的膜囊泡传播和感染无质粒的细胞

苏珊·埃德曼（ Susanne Erdmann）伯恩哈德·齐奇科（ Bernhard Tschitschko）钟玲，马克·J·拉夫里（ Mark J.里卡多·卡维奇奥利（Ricardo Cavicchioli）
自然微生物学 体积 2， 页数1446 – 1455（2017）

抽象的
病毒和质粒之间的主要区别是在宿主细胞之间转移其基因组信息的机制。在这里，我们描述了从古细菌南极物种通过类似于病毒的机制转移的古细菌质粒pR1SE。pR1SE编码在规则形状的膜小泡中发现的蛋白质，小泡将质粒DNA包裹起来。释放的囊泡能够感染无质粒的菌株，然后获得产生含质粒的囊泡的能力。pR1SE可以整合并复制为宿主基因组的一部分，用掺入的宿主DNA片段或残留的质粒部分分解出来，形成囊泡并转移到新宿主中。

https://www.nature.com/articles/s41564-017-0009-2

https://www.nature.com/articles/ ... =news.sciencenet.cn



环境微生物之病毒

科学网博客 王从彦  2017-8-3 05:32 |个人分类:自然之旅|系统分类:科普集锦

2. 病毒的起源

(1)退化性起源学说：

该学说认为病毒是细胞内寄生物的退化形式。这种细胞内寄生的产生原因可能是由于微生物对某种不能穿过细胞膜的代谢发生了严重依赖。

退化性起源学说可以把病毒的起源解释为两个阶段：首先，寄生物在细胞内产生独立复制的DNA质粒，然后，编码寄生物亚细胞结构单位的基因发生突变，形成病毒的衣壳蛋白。随着进化的发生，新获得的可在细胞间转移的特性被进一步选择下来。

(2)病毒起源于宿主细胞中的RNA和(或)DNA成分的学说：

该学说认为病毒是正常的细胞组分在进化过程中获得了自主复制的能力独立进化而来的。该学说能解释所有病毒的起源：DNA病毒起源于质粒或转移因子；反转录病毒起源于反转座子；RNA病毒起源于自主复制的mRNA。

(3)病毒起源于具有自主复制功能的原始大分子的学说，即病毒起源于自主复制的RNA分子：

核糖核酸多聚体具有自主复制的信息和能力。由于发现RNA分子具有催化化学反应的能力使得RNA为生命和病毒的起源的学说变得更具有吸引力。小而简单的RNA分子具有至少下列三种化学功能：1. 核糖核酸酶的活性；2. 能自我拼接去掉内部的核酸序列(核酸)；3. 有实验表明，以RNA作引物可以合成依赖于模板的多聚胞嘧啶核酸。也就是说，RNA分子可进行复制和进化相关的三个基本反应。

详细：

http://blog.sciencenet.cn/blog-565899-1069252.html



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