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Nature Microbiol:澳洲学者从南极古生菌找到病毒来源

摘要 : 2017年8月21日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊、微生物学领域著名期刊《Nature Microbiology》在线发表了澳大利亚新南威尔士大学Ricardo Cavicchioli研究员的一篇研究论文,研究报道了南极微生物或许为破解病毒的起源提供了线索。

2017年8月21日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊、微生物学领域著名期刊《Nature Microbiology》在线发表了澳大利亚新南威尔士大学Ricardo Cavicchioli研究员的一篇研究论文,研究报道了南极微生物或许为破解病毒的起源提供了线索。

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?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中的小型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,它看上去很不寻常。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。

原文链接:

A plasmid from an Antarctic haloarchaeon uses specialized membrane vesicles to disseminate and infect plasmid-free cells

原文摘要:

The major difference between viruses and plasmids is the mechanism of transferring their genomic information between host cells. Here, we describe the archaeal plasmid pR1SE from an Antarctic species of haloarchaea that transfers via a mechanism similar to a virus. pR1SE encodes proteins that are found in regularly shaped membrane vesicles, and the vesicles enclose the plasmid DNA. The released vesicles are capable of infecting a plasmid-free strain, which then gains the ability to produce plasmid-containing vesicles. pR1SE can integrate and replicate as part of the host genome, resolve out with fragments of host DNA incorporated or portions of the plasmid left behind, form vesicles and transfer to new hosts. The pR1SE mechanism of transfer of DNA could represent the predecessor of a strategy used by viruses to pass on their genomic DNA and fulfil roles in gene exchange, supporting a strong evolutionary connection between plasmids and viruses.

来源: Nature Microbiology 浏览次数:0

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