直径1微米,病毒界的“大块头”

2013年,科学家分别在智利中海岸河流沉积物表层和澳大利亚墨尔本附近一个淡水池塘底部泥浆中发现了两种全新的巨大病毒。科学家研究发现,它们与其他已知病毒迥然不同,只有6%的基因与地球上其他生物的基因类似,拥有一个完全独立的基因谱系,其独特性属于一个全新的分类。于是,这两株病毒分别被命名为咸潘多拉病毒和甜潘多拉病毒。

刘新奇介绍说,潘多拉病毒寄居在变形虫体内,形状和细菌非常相似。此前,人类发现的大多数传统病毒的直径在10纳米到500纳米之间,人类已知的最大病毒“梅格病毒”的大小不过440纳米,“潘多拉病毒的遗传密码的大小,超过梅格的两倍。”刘新奇边说边比划道,“目前,科学界仍然不清楚为何这种细胞形态会演变成病毒,有人猜测它们可能是为生存而进行了自我进化;还有一种科学猜测,可能是从寄主那里获取遗传信息,从而使它们以不寻常的基因组存活下来。”

擅长创新,制造的基因形单影只

“这些基因不是从祖先那里继承来的遗产,而是每种病毒自己的全新发明。”刘新奇认为,这一研究观点若能得到科学证实,不仅意味着潘多拉病毒特别擅长基因创新,其“创新”机制更有助于解开生物进化中新基因起源之密。

孤儿基因,生命里的“奇迹”

翅膀蛋白控制昆虫飞行,珊瑚、水母等长有蛰刺细胞,北极鳕鱼特别抗冻……科学证实,这些独特的功能都是由孤儿基因操纵演化而来。以往,生物学家们普遍认为,大多数的基因都可以被划到几大家族中,而且每个家族都有着数百万年的悠久历史。可自从有了基因测序技术后,科学家们惊奇地发现,每个物种竟然有多达三分之一的基因总是形单影只。1998年,当科学家完成酵母基因组测序后,发现有大约1/3的酵母基因好像找不到同家族的基因,“孤儿基因”从此进入了生命科学家的视野。

每个基因都有可能在不经意间被额外复制,多数复制出来的拷贝很快会消失殆尽,但也有些幸运儿得以和正版基因一起行使职能,更有甚者居然能发展出全新的功能。“基因也好像动物界常见的那样,随着一代又一代的繁衍,开枝散叶最终会成一个个大的家族。”刘新奇说道,“虽然有科学家不停地追溯,试图为更多‘孤儿基因’寻找到‘祖先’。但迄今为止,其研究仍处于起步阶段。”

再回首找不到来路,那是因为我们从没有走过。刘新奇认为,如同匹诺曹由木头雕琢而成一样,孤儿基因其实是机缘巧合被自然逐渐雕琢而成的基因,“一旦揭开面纱,将有助于我们人类更好地认识生命,掌握未来。”刘新奇说道。(孙玉松)