科学家们复活了一种在西伯利亚冰层中埋藏了 3 万年的巨型病毒,而且它仍然具有传染性,这似乎是直接从低成本科幻电影中走出来的情节。幸运的是,它的目标是变形虫,但研究人员认为,随着地球冰层的融化,这可能会引发其他古代病毒的回归,对人类健康构成潜在风险。
新解冻的病毒是有史以来发现的最大的病毒。它长 1.5 微米,大小与小型细菌相当。进化生物学家让-米歇尔·克拉弗里和尚塔尔·阿贝尔热尔是法国艾克斯-马赛大学的一对夫妇,他们领导了这项工作,他们将其命名为西伯利亚皮托病毒,灵感来自希腊语“pithos”,意为古希腊人用来储存葡萄酒和食物的大容器。“我们是法国人,所以我们必须在故事中加入葡萄酒,”克拉弗里说。结果发表在《美国国家科学院院刊》上。
克拉弗里和阿贝尔热尔帮助发现了其他所谓的巨型病毒——包括 2003 年的第一个病毒,名为 拟菌病毒,以及去年发现的另外两个病毒,被称为潘多拉病毒(参见“巨型病毒打开潘多拉魔盒”)。“这个小组再次让我们看到了巨型病毒中存在的巨大多样性,”加拿大温哥华不列颠哥伦比亚大学的病毒学家柯蒂斯·萨特尔说,他没有参与这项工作。
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两年前,克拉弗里和阿贝尔热尔的团队了解到,俄罗斯的科学家 复活了一种古代植物,该植物来自埋藏在 3 万年西伯利亚永久冻土中的果实。“如果可以复活植物,我想知道是否可以复活病毒,”克拉弗里说。他们使用了俄罗斯团队提供的永久冻土样本,通过使用变形虫(这些病原体的典型目标)作为诱饵来寻找巨型病毒。变形虫开始死亡,研究小组在它们体内发现了巨型病毒颗粒。
在显微镜下,皮托病毒 看起来像一个厚壁椭圆形,一端有一个开口,很像潘多拉病毒。但尽管它们的形状相似,阿贝尔热尔指出,“它们是完全不同的病毒”。
令人惊讶的特性 皮托病毒 有一个带有蜂窝结构的“塞子”,封住它的开口(参见电子显微镜图像)。它通过在其宿主细胞质中构建复制“工厂”来复制自身,而不是像大多数病毒那样通过接管细胞核来复制。其蛋白质中只有三分之一与其他病毒的蛋白质有任何相似之处。而且,令研究小组惊讶的是,尽管它的体积更大,但它的基因组却比潘多拉病毒的基因组小得多。
“那个巨大的颗粒基本上是空的,”克拉弗里说。“我们认为这是病毒的一个特性,即它们将 DNA 非常紧密地压缩到尽可能小的颗粒中,但这家伙的压缩程度比任何噬菌体 [感染细菌的病毒] 低 150 倍。我们什么都不明白了!”
尽管巨型病毒几乎总是以变形虫为目标,但法国马赛国家科学研究中心的病毒学家克里斯泰尔·德斯努斯去年 发现了一些迹象,表明另一种巨型病毒 马赛病毒 感染了一名 11 个月大的男孩。他因淋巴结发炎而住院,德斯努斯的研究小组在他的血液中发现了马赛病毒 DNA 的痕迹,并在淋巴结中发现了病毒本身。“很明显,巨型病毒不能被视为自然界中独立的怪胎,”她说。“它们构成了病毒圈的组成部分,对多样性、进化甚至人类健康都有影响。”
克拉弗里和阿贝尔热尔担心,全球气温上升,加上北极地区的采矿和钻探作业,可能会解冻更多仍然具有传染性的古代病毒,这些病毒可能会对人类健康构成威胁。
但萨特尔指出,人们每天已经吸入数千种病毒,并且在海里游泳时会吞下数十亿种病毒。融化的冰会释放有害病毒,而这些病毒会广泛传播到足以影响人类健康的观点,“将科学理性拉伸到了崩溃的边缘”,他说。“我更担心的是数亿将因海平面上升而流离失所的人。”