日本發(fā)現(xiàn)一種巨型病毒，引發(fā)科學(xué)家的高度重視

根據(jù)一項(xiàng)近日發(fā)表在《病毒學(xué)雜志》（Journal of Virology）上的新研究，科學(xué)家在日本茨城縣的牛久沼發(fā)現(xiàn)了一種巨型病毒。

這種巨型病毒被命名為“牛久病毒”（Ushikuvirus），主要感染一種被稱為“變形蟲”（Amoeba）的單細(xì)胞生物，在超微結(jié)構(gòu)下，它們呈現(xiàn)出規(guī)則的二十面體形狀，其表面布滿了短刺。

通常情況下，巨型病毒要么完全依賴宿主現(xiàn)成的細(xì)胞核進(jìn)行復(fù)制，要么簡(jiǎn)單粗暴地徹底摧毀宿主細(xì)胞核，但科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，“牛久病毒”走的卻是一條非常另類的道路。

研究表明，這種病毒會(huì)引起宿主細(xì)胞核膜的劇烈形變和瓦解，并利用這些膜物質(zhì)來構(gòu)建起自己的“病毒工廠”，在此之后，這種“病毒工廠”就會(huì)利用宿主的資源，大量地“生產(chǎn)”出新的病毒。

這種病毒的發(fā)現(xiàn)，引發(fā)了科學(xué)家的高度重視，為什么呢？因?yàn)樗鼈冇型麕椭覀兘议_地球生命演化史上的一個(gè)巨大的謎團(tuán)：真核生物的細(xì)胞核到底是怎么起源的？

簡(jiǎn)單來講，真核生物就是所有單細(xì)胞或多細(xì)胞的、其細(xì)胞具有細(xì)胞核的生物的總稱，我們?nèi)祟愐彩菍儆谡婧松铩?/p>

細(xì)胞核是真核細(xì)胞內(nèi)最大、最重要的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，是細(xì)胞遺傳與代謝的調(diào)控中心，它用雙層膜把DNA嚴(yán)密地包裹起來，讓復(fù)雜的基因轉(zhuǎn)錄與翻譯在時(shí)間和空間上實(shí)現(xiàn)了分離，這直接催生了生命的復(fù)雜性，進(jìn)而讓多細(xì)胞生物、復(fù)雜的意識(shí)乃至人類文明的出現(xiàn)成為了可能。

長(zhǎng)久以來，關(guān)于細(xì)胞核的起源，一直沒有確定的結(jié)論，人們?cè)?jīng)普遍認(rèn)為，細(xì)胞核應(yīng)該由宿主細(xì)胞自身的細(xì)胞膜內(nèi)褶發(fā)育而來，但在近些年來巨型病毒被發(fā)現(xiàn)之后，一種新的觀點(diǎn)被提了出來，該觀點(diǎn)認(rèn)為，細(xì)胞核有可能起源于一種巨型病毒。

這種觀點(diǎn)的提出，主要基于兩個(gè)證據(jù)，一個(gè)證據(jù)是分子發(fā)育分析結(jié)果表明，真核生物用來復(fù)制DNA的關(guān)鍵工具——DNA聚合酶，在親緣關(guān)系上更接近某些巨型病毒，而不是之前認(rèn)為的古菌或細(xì)菌。

另一個(gè)證據(jù)是，為了保護(hù)珍貴的遺傳信息在細(xì)胞質(zhì)中不被降解，真核生物演化出了一套給mRNA戴上“防護(hù)帽”的復(fù)雜機(jī)制，而這套機(jī)制在所有的細(xì)菌和絕大多數(shù)古菌中都是完全缺失的，但在像彌米病毒（Mimivirus）這樣的巨型病毒中，這套機(jī)制卻是“標(biāo)配”。

盡管這種“病毒真核起源說”有一定的道理，但仍然有一個(gè)關(guān)鍵的空白需要填補(bǔ)，那就是我們此前從未真正觀察到一種巨型病毒，能夠在活體細(xì)胞中形成一個(gè)在功能和形態(tài)上都類似細(xì)胞核的中間結(jié)構(gòu)。

實(shí)際上，這正是科學(xué)家對(duì)“牛久病毒”高度重視的原因，因?yàn)檫@種巨型病毒正好就為上述空白提供了現(xiàn)實(shí)的觀測(cè)樣本——它們制造出的那種“病毒工廠”，在結(jié)構(gòu)和功能上與真核細(xì)胞的細(xì)胞核非常相似。

因此一個(gè)非常合理的推測(cè)就是，在遙遠(yuǎn)的過去，某個(gè)原始的原核生物被一個(gè)巨型病毒感染了，但奇妙的是，這個(gè)病毒并沒有殺死宿主，而是選擇在宿主細(xì)胞里“定居”了下來。

接下來，這個(gè)病毒就像“牛久病毒”一樣構(gòu)建了一個(gè)“病毒工廠”，而隨著時(shí)間的推移，這個(gè)“病毒工廠”逐漸接管了宿主細(xì)胞的控制權(quán)，并且吸收了宿主的一些基因，最終演化成了我們今天所熟知的細(xì)胞核。

當(dāng)然了，就目前的情況來看，這也只能說是一種推測(cè)，期待在未來的研究中，科學(xué)家能有更多的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而真正揭開細(xì)胞核的起源之謎。

參考資料：A newly isolated giant virus, ushikuvirus, is closely related to clandestinovirus and shows a unique capsid surface structure and host cell interactions，Journal of Virology，Vol. 99, No. 12，doi.org/10.1128/jvi.01206-25