本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
图片：米米病毒的星鱼状易开结构（上图）和内部灰色的含DNA核衣壳（下图）。核衣壳有充足的呼吸空间和一个凹陷的凹坑，很像“死亡之星”上的凹痕，始终面向“星鱼”。来自PLoS Biology。
1992年，科学家在英国布拉德福德的一个冷却塔中采集了水样，当时那里刚刚爆发了肺炎疫情。他们正在寻找引起呼吸道疾病的细菌，例如引起退伍军人病的那种细菌，并发现了几种，包括一种他们命名为Bradfordcoccus的新细菌。但Bradfordcoccus不是细菌。Bradfordcoccus在10多年后才被揭示真面目，在其被发现时，它成为了当时世界上已知最大的病毒，比之前已知的任何病毒都大一个数量级。
而且它确实是一种非同寻常的病毒。它的基因组长度超过110万个碱基对，比大约二十几个细胞进化枝的基因组还要大，并且编码超过900个基因，其中包括病毒生存所需的大部分蛋白质。这也意味着，根据一些科学家的说法，它可能是地球上最早的生命形式——或者说是某种生命形式——的后代。
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它的整体形状是关于它为数不多的标准特征之一：一个熟悉的病毒二十面体——这也是它最终被识别出来的方式——包裹在一个蓬松的纤维外壳中，其他一些病毒也有这种外壳。但是，与内容物尽可能紧密地包装在一起的经济型病毒不同，它宽敞的内部空间为容纳一个膜结合的囊袋提供了充足的空间，该囊袋包含生物体的DNA（核衣壳）。并且在其二十面体顶点之一上具有独特的星鱼状密封，很可能是病毒等同于易拉罐拉环的结构。
它们与常见的细菌（如立克次体（其中一种会导致落基山斑疹热））一样大，并且比生殖支原体（已知最小的自由生活细菌，其自身基因组只有米米病毒的一半长，约为600kb）还要大，生殖支原体是科学家最近在实验室中合成的生物体，以追求合成生命。你几乎可以在光学显微镜下看到这些东西——包括它们的毛茸茸的外壳，它们大约有750纳米宽。当我在大学学习微生物学时，我可以很容易地在油镜光学显微镜下看到1-2微米大的细菌。
图片：米米病毒。来源：Creative Commons Xanthine
可以想象，对于你对“什么是生命”的基本定义来说，这些病毒是令人费解的，传统上病毒被认为是“绝对不是”。尽管它们可以繁殖，但病毒在没有宿主细胞的情况下无法做到这一点。并且大多数已知的病毒都比它们的宿主小得多，并且几乎依赖宿主来提供它们繁殖所需的所有机制。巨型病毒的DNA包含许多基因的指令，这些基因用于制造DNA、RNA、蛋白质和糖，而这些通常只在活细胞中发现——几乎是它们繁殖所需的一切。
法国科学家将这种实体称为“米米病毒”，意为“模仿微生物”。其他人称它们为“巨型病毒”。现在科学家们开始寻找它们，他们发现它们遍布全球。事实证明，海洋中充满了它们。
在十月，科学家宣布发现了一种类似米米病毒的病毒，它是从德克萨斯州附近的海水中提取出来的（你知道他们怎么说：“德克萨斯州附近水域中的一切都更大”），它寄生于海洋捕食性原生生物，而不是淡水变形虫。这种特殊的新病毒（令人高兴地）攻击一种名为Cafeteria roenbergensis的海洋微生物（拟议的新病毒目标：Coffeeshopia starbucksii和Buffet allyoucaneatensis），它在海洋食物网、海洋碳循环和各种过程中发挥着重要作用。当然，重要的含义是，由于Cafeteria roenbergensis正如其名称所示，是一种强大的浮游捕食者甚至可能是地球上数量最多的捕食者（PDF），一种影响其种群动态的病毒可能会对整个海洋系统产生重大影响。而我们甚至不知道它的存在。
图片：Cafeteria roenbergensis：来源：Creative Commons Dennis Barthel/zapyon。
尽管C. roenbergensis病毒（研究人员将其命名为CroV）显然与Acanthamoeba米米病毒有关（它属于核质巨DNA病毒（NCLDV）组，该组的其他著名成员包括痘病毒和藻类噬病毒），但这种新病毒有很大不同。其基因组中只有不到三分之一的基因与米米病毒基因明显共享进化起源。
CroV的基因组为73万个碱基对，是已知的最大海洋病毒（可能是因为它是唯一已知的海洋巨型病毒）。与一些最小的病毒不同，后者有时依靠大约十个左右的基因，这些基因有时在同一段遗传物质的相反两侧相互重叠*，CroV富含好东西，包括544个预测基因，其中22个编码转移RNA。转移RNA (tRNA) 在蛋白质合成过程中将氨基酸穿梭到核糖体中的信使RNA（蛋白质的密码）中。考虑到大多数生物体制造蛋白质只需要大约20-22种氨基酸，它理论上可以制造所有这些氨基酸（另一方面，人类拥有数百种tRNA的基因。正如充分证明的那样，效率不是我们基因组的优势）。
与许多较小的病毒也不同，后者实际上利用它们的遗传草率性来获得进化优势，CroV像大多数细胞生物一样，关心并照顾其DNA。它编码自己的DNA修复酶，其中包括两种光解酶，可以修复紫外线对DNA造成的损害。还有一个38千碱基对的区域，似乎来自细菌，并且包括一个用于制造革兰氏阴性菌外膜关键成分的完整途径。那在那里做什么？更奇怪的是：Acanthamoeba米米病毒甚至包含真核基因，即来自多细胞或更复杂生物体（如原生生物）的具有细胞核的基因。很可能，病毒在细胞内自组装时意外地获得了它们的遗传宝藏，而它们的宿主最近的食物或其他寄生虫的残骸恰好漂浮过来，科学家喜欢用一种不太令人兴奋的术语称之为“水平基因转移”。
为什么这些病毒如此之大？事实证明，米米病毒的大尺寸可能是它对变形虫说“吃我”的方式。用精确尺寸的塑料珠进行的实验表明，如果米米病毒再小一点，变形虫就无法如此快速或有效地吞噬它们。这对于捕食性Cafeteria也可能是正确的。而且可能是因为体积大，才使得它们的基因组进一步扩展。当然，体积大也有一些代价。一种被证明更大的米米病毒近亲——“妈妈病毒”，在巴黎的一个冷却塔中被发现——是第一个已知吸引了自身寄生虫的病毒：卫星病毒。已知其他病毒具有“卫星病毒”，除非在它们的存在下，否则无法复制。但是它们不会给它们的“宿主”病毒带来适应性成本。另一方面，Sputnik（俄语中的字面意思是“卫星”）积极地削弱了妈妈病毒的复制能力，导致它产生具有异常衣壳或外壳的畸形病毒粒子。这是第一次。当作为一种病毒，你已经催生了自己的病毒寄生虫时，你就知道你已经变得，嗯，很大了。
对我来说，这项发现的魔力在于，我们实际上被这些东西包围着，但没有人知道它们在那里。科学家们无疑表示，CroV只是海洋中巨型病毒的冰山一角。这是一个令人拍额头的认识：我们用来从“病毒”样本中筛选“细菌”大小颗粒的过滤器当然也捕获了这些病毒。当研究人员对海水滤液的“细菌”部分进行NCLDV DNA采样时，86%的样本米米病毒检测呈阳性。未知的怪异之处还在等待着我们。
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*也就是说，以一种方式读取同一段DNA或RNA，你会得到一种蛋白质，而以相反的方向读取同一段的另一部分，你会得到另一种蛋白质。这很疯狂，但我似乎记得这在大学病毒学中是正确的，但无法在网上找到确认。读者们，你们知道吗？
参考文献
在线资源
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非智能设计。《Discover Magazine》，2006年3月15日。访问日期：2010年12月20日。
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病毒缺失环节被拍摄到。《Wired Science》，2009年5月5日。访问日期：2010年12月20日。
世界最大、最复杂的海洋病毒是海洋生态系统中的主要角色。《Science Daily》，2010年10月31日。访问日期：2010年12月20日。
期刊
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Fischer, M. G.; Allen, M. J.; Wilson, W. H.; Suttle, C. A. (2010). "具有非凡基因组的巨型病毒感染海洋浮游动物". 《Proceedings of the National Academy of Sciences》。doi:10.1073/pnas.1007615107
Matthias G. Fischer, Michael J. Allen, William H. Wilson, Curtis A. Suttle. 具有非凡基因组的巨型病毒感染海洋浮游动物。《Proceedings of the National Academy of Sciences》，2010年；DOI：10.1073/pnas.1007615107
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更多信息
Cafeteria roenbergensis。维基百科——可能包含关于“Cafeteria”名称起源的有趣故事。无法验证，因为期刊要收费20美元才能阅读该文章。
Dare RK, Chittaganpitch M, Erdman DD. 肺炎患者米米病毒筛查。《Emerg Infect Dis》[互联网上的期刊]。2008年3月。访问日期：2010年12月20日。
米米病毒。《MicrobiologyBytes》，2007年9月11日。访问日期：2010年12月20日。
生殖支原体。维基百科。访问日期：2010年12月20日。
米米病毒。维基百科。访问日期：2010年12月20日。
第一种噬病毒体可能对抗病毒。《New Scientist》，2008年8月6日。访问日期：2010年12月20日。
即使病毒也会感到沮丧。《Wired Science》，2008年8月6日。访问日期：2010年12月20日。
关于作者：詹妮弗·弗雷泽是一位生物多样性博主和AAAS科学新闻奖获奖科学作家，曾为《Wyoming Tribune-Eagle》、《The Boston Globe》、《The (Louisville) Courier-Journal》、《High Country News》和《Fungi Magazine》撰稿。她拥有康奈尔大学的两个生物学学位和麻省理工学院的科学写作硕士学位。她在她的博客The Artful Amoeba上撰写关于地球生命谱的文章，并在@JenniferFrazer上发布推文（偶尔）。像大卫·圣·哈宾斯一样，她担心粘菌潜在的统治世界的计划。
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