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神秘的巨型病毒
http://www.100md.com 2006年6月1日 《百科知识》 2006年第11期
     从本质上来说,病毒都是很微小的。病毒通常由包裹在一个直径约100纳米的简单蛋白质壳中的DNA或RNA片断构成。科学界几乎不认为病毒是一种独立的生命形式,而认为所有病毒都是无生命的“化学物质体”。但是,两年前在英格兰布拉德福德发现的一种病毒打破了这种概念。

    这种被科学家命名为“Mimivirus”的病毒个体巨大,直径达到了500纳米。如果从这种病毒带有绒毛的外表算起,这种病毒的直径为750纳米。从这个意义上来说,这种病毒不仅仅只是比所有其他病毒都大上几倍,而且比许多细菌都大。此外,这种病毒的基因组内的基因数量达到了惊人的911个。绝大多数病毒基因组内的基因甚至不到两位数。而且,这种病毒体内基因中有大约一半基因是科学界未曾见过的新基因,其中一些属于“共有核心基因”范畴的基因。“共有核心基因”是一些在已被测序的细菌、植物和动物体内都存在的基因。综上所述,这种病毒在基因结构方面与一些能独立生存的有机物一样复杂。

    这个发现让科学家感到大惑不解:一种病毒为什么要这么大?为什么这种病毒拥有如此多的基因?这种病毒的出现是否会迫使我们重新认识病毒的本质?总之,这种病毒打破了以前人们所认为的一个不可逾越的界限——病毒和细胞生命形式之间的界限。
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    Mimivirus的发现实际上始于1992年。当时,一位名叫蒂莫西·罗博特姆的微生物学家发现,从当地一座冷却塔中提取的变形虫感染上了一种神秘的寄生微生物。当时这位微生物学家以为这种生物是一种细菌而并没有太在意,后来这种病毒被辗转运到了设在法国马赛的地中海大学细菌学家贝尔纳·拉斯科拉的实验室。在电子显微镜下,拉斯科拉发现这种“细菌”与他所见过的任何细菌都完全不一样,它的外壳是一个由20个三角形表面组成的多面体。

    在进化生物学中,病毒一直被排除在“生命树”之外。“生命树”指的是将一切有生命的有机物联系在一起的一份统一的生命族谱。将病毒排除在外的原因之一就是病毒无法在没有宿主的情况下进行繁殖,从这一情况来进行推论,病毒必定是在第一个细胞出现以后产生的。另一个原因是,病毒的进化过程与其说是一个标准的“通过改造进行遗传”的过程,还不如说是一个从病毒宿主那里窃取基因的过程,这一过程被称作“平行基因转移”。

    然而,以地中海大学分子进化学家让-米歇尔·克拉弗里为首的一批科学家倾向于,Mimivirus不是一种由窃取来的基因构成的生物,而是一个一度曾经非常复杂、而且很可能具有独立生存能力的完全生命形式的后代。它的祖先可能在细胞出现以前就已经存在了,只是后来它变成了寄生生物。
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    而设在美国马里兰州贝塞斯达的美国国家生物技术信息中心的进化基因学专家尤金·科宁则认为,不应将它视为一种新生物领域内的生物。他指出,Mimivirus的一些基本新陈代谢过程,如蛋白质合成和能量制造,仍然完全依赖其宿主,而且它不具有能够制造蛋白质的核糖体——核糖体是生命的基本特征之一。因此,Mimivirus仍然是一种病毒。

    克拉弗里承认,从定义上讲,Mimivirus仍然是一种病毒,但他认为,目前这种将从极小的病毒(如丁型肝炎病毒)到巨型病毒(如Mimivirus)在内的一切病毒都包括在内的“病毒”概念是没有意义的。鉴于这种病毒不仅体积巨大,而且有证据表明这种病毒的体积还在不断增大,克拉弗里建议,应该将大型的DNA病毒单独归为一类——这种类别可以被称作“巨病毒”。

    无论这样一些争论最终会得出什么结果,但有一点很明确:我们以后决不会再和以前一样看待病毒了。

    【责任编辑】庞云, 百拇医药(刘 永)