世界上最大的食菌病毒到底是生命體還是非生命體


世界上最大的食菌病毒到底是生命體還是非生命體


巨大的殺菌病毒潛伏在世界各地的生態系統中,從溫泉到淡水湖泊和河流。最近,一組研究人員發現了一些所謂的噬菌體,令人驚奇的是,這些噬菌體太大、太複雜,幾乎模糊了生物和非生物之間的界限。

細菌噬菌體,簡稱“噬菌體”,是專門感染細菌的病毒。噬菌體和其他病毒不被認為是生物體,因為它們不能在沒有其他生物體的幫助和細胞機制的情況下進行生物過程。

但是,這並不意味著它們是無害的。研究人員發現,噬菌體是生態系統變化的主要驅動力,因為它們捕食細菌種群,改變它們的新陳代謝,傳播抗生素耐藥性,並攜帶導致動物和人類疾病的化合物。

為了更多地瞭解這些鬼鬼祟祟的入侵者,研究人員研究了他們從世界各地近30個不同環境收集的樣本創建的DNA數據庫,這些樣本從人類內臟和阿拉斯加駝鹿到南非生物反應器和西藏溫泉。

從DNA中,他們發現了351個巨大的噬菌體,其基因組比噬菌體的平均基因組大4倍或更多。其中包括迄今為止發現的最大的噬菌體,其基因組由735000個鹼基對組成,這對核苷酸構成了DNA分子“階梯”結構的階梯,比普通噬菌體大近15倍。(人類基因組包含約30億對鹼基。)

科學家們表示,這些噬菌體是我們所認為的傳統病毒與細菌、古細菌等傳統生物的混合體。這種巨大的噬菌體的基因組比許多細菌的基因組要大得多。

研究人員發現,許多編碼蛋白質的基因對我們來說是未知的。他們發現這些噬菌體有一些基因不是典型的病毒,而是典型的細菌。其中一些基因是細菌用來對抗病毒的系統的一部分(後來被人類用來編輯基因,這項技術被稱為CRISPR-Cas9)。

科學家們還不確定,但他們認為,一旦這些噬菌體將它們的DNA注入細菌,這些噬菌體自己的CRISPR系統就會加強細菌的CRISPR系統。這樣,組合的CRISPR系統可以幫助瞄準其他噬菌體(擺脫競爭)。

更重要的是,他們發現一些噬菌體的基因編碼了核糖體功能所必需的蛋白質,核糖體是一種將遺傳物質轉化為蛋白質的細胞機器(蛋白質是執行DNA指令的分子)。這些蛋白質通常不存在於病毒中,但它們存在於細菌和古細菌中。

科學家們表示,這些新發現的噬菌體中的一些,還可能利用其細菌宿主中的核糖體來複制更多的自身蛋白質。通常,將生命和非生命區分開來的是核糖體和翻譯能力;這是區分病毒和細菌、非生命和生命的主要特徵之一。這些巨大的噬菌體有很多這樣的翻譯機制,所以它們有點模糊了生命和非生命的界限。



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