世界上最大的食菌病毒到底是生命体还是非生命体


世界上最大的食菌病毒到底是生命体还是非生命体


巨大的杀菌病毒潜伏在世界各地的生态系统中,从温泉到淡水湖泊和河流。最近,一组研究人员发现了一些所谓的噬菌体,令人惊奇的是,这些噬菌体太大、太复杂,几乎模糊了生物和非生物之间的界限。

细菌噬菌体,简称“噬菌体”,是专门感染细菌的病毒。噬菌体和其他病毒不被认为是生物体,因为它们不能在没有其他生物体的帮助和细胞机制的情况下进行生物过程。

但是,这并不意味着它们是无害的。研究人员发现,噬菌体是生态系统变化的主要驱动力,因为它们捕食细菌种群,改变它们的新陈代谢,传播抗生素耐药性,并携带导致动物和人类疾病的化合物。

为了更多地了解这些鬼鬼祟祟的入侵者,研究人员研究了他们从世界各地近30个不同环境收集的样本创建的DNA数据库,这些样本从人类内脏和阿拉斯加驼鹿到南非生物反应器和西藏温泉。

从DNA中,他们发现了351个巨大的噬菌体,其基因组比噬菌体的平均基因组大4倍或更多。其中包括迄今为止发现的最大的噬菌体,其基因组由735000个碱基对组成,这对核苷酸构成了DNA分子“阶梯”结构的阶梯,比普通噬菌体大近15倍。(人类基因组包含约30亿对碱基。)

科学家们表示,这些噬菌体是我们所认为的传统病毒与细菌、古细菌等传统生物的混合体。这种巨大的噬菌体的基因组比许多细菌的基因组要大得多。

研究人员发现,许多编码蛋白质的基因对我们来说是未知的。他们发现这些噬菌体有一些基因不是典型的病毒,而是典型的细菌。其中一些基因是细菌用来对抗病毒的系统的一部分(后来被人类用来编辑基因,这项技术被称为CRISPR-Cas9)。

科学家们还不确定,但他们认为,一旦这些噬菌体将它们的DNA注入细菌,这些噬菌体自己的CRISPR系统就会加强细菌的CRISPR系统。这样,组合的CRISPR系统可以帮助瞄准其他噬菌体(摆脱竞争)。

更重要的是,他们发现一些噬菌体的基因编码了核糖体功能所必需的蛋白质,核糖体是一种将遗传物质转化为蛋白质的细胞机器(蛋白质是执行DNA指令的分子)。这些蛋白质通常不存在于病毒中,但它们存在于细菌和古细菌中。

科学家们表示,这些新发现的噬菌体中的一些,还可能利用其细菌宿主中的核糖体来复制更多的自身蛋白质。通常,将生命和非生命区分开来的是核糖体和翻译能力;这是区分病毒和细菌、非生命和生命的主要特征之一。这些巨大的噬菌体有很多这样的翻译机制,所以它们有点模糊了生命和非生命的界限。



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