本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
研究细菌和病毒的一大好处是,可以通过将它们放入冷冻室使其进入假死状态。这对于研究人员来说很方便,这意味着样品可以在实验之间轻松保存。在冷冻室中有效的方法在天然冰中也有效,研究人员最近从西伯利亚永久冻土中复活了一种巨大的3万年历史的病毒。
这种病毒是通过使用变形虫棘阿米巴作为诱饵发现的。将变形虫与永久冻土样品一起孵育,以观察是否有病毒会在内部生长。不仅病毒生长了,而且还用光学显微镜观察到了它们!在光学显微镜下,它们呈现为小的点状颗粒。用电子显微镜进行的进一步分析显示,该结构长0.0015毫米,周围环绕着包含垂直线的厚膜。
变形虫棘阿米巴已经是另外两种大型病毒:巨病毒和潘多拉病毒的感染宿主。在永久冻土中发现的古老病毒似乎属于第三种病毒类型,研究人员将其命名为皮托病毒。尽管皮托病毒的体积很大,但其基因组并不巨大——仅有600kb,这与小得多的病毒相当。
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皮托病毒不影响宿主变形虫的DNA,而是在细胞质内复制自身。在病毒膜的末端有一个类似软木塞的“塞子”,在上图中的膜中显示为浅色斑块。一旦病毒感染其宿主,这个塞子就会丢失,使得宿主细胞质与病毒DNA混合。宿主细胞质的一个区域清除了内部结构,形成了一个病毒制造工厂。在这个空间内,新的病毒膜形成,并被内部复制的病毒DNA构建起来。这些聚集在变形虫内部,直到最终细胞破裂,释放出新的巨型病毒。
这种病毒是迄今为止复活的最古老的感染真核生物的DNA病毒,虽然它仍然有效令人兴奋,但也提出了关于永久冻土下可能隐藏着什么的其他重要问题。病毒和细菌在冷冻后都会进入假死状态,随着钻探、采矿和全球变暖,很有可能释放出更多病毒和细菌,其中一些处于存活状态。虽然感染变形虫的病毒不会感染人类。研究它们可以让我们了解在古老冰层下可能潜伏着什么。
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参考文献 1:Legendre, M. et al. 2014 Proc. Natl Acad. Sci. USA 111:11:4274-4279