科學家發(fā)現(xiàn)了1500種新病毒

 一個由澳大利亞和中國領導的國際研究團隊發(fā)現(xiàn)了近1500種新病毒。該團隊的科學家的任務是尋找無脊椎動物(包括昆蟲和蜘蛛)中的病毒感染現(xiàn)象。這項研究不僅讓人們知道更多種類病毒的存在,而且指出它們已經存在數(shù)十億年。這些發(fā)現(xiàn)已經在《自然》(Nature)雜志上發(fā)表。

很少人不承認地球上生活的所有物種都可能會被病毒感染——這些顯微鏡下的寄生生物無處不在。但是病毒學家很久以前就開始懷疑,我們目前對于病毒多樣性的觀念是狹隘的——過度限于能在人類、動物和植物身上導致疾病的病毒,或我們能在實驗室里培養(yǎng)的病毒。

去熱帶雨林或非洲草原旅行,就能讓我們一瞥地球生命那不可思議的多樣性;但要理解那些微型病毒的多樣性就不那么容易了,況且我們第一感覺對它們還會產生反感。發(fā)現(xiàn)新病毒和網住一個新的蝴蝶物種可不是一回事,病毒是不可見的。

但研究團隊沒有被這個操作性問題困住,他們的方法是在無脊椎動物中進行調查,以找到新的病毒物種。無脊椎動物是沒有脊柱的生物,包括一些我們熟悉的動物,如昆蟲、蜘蛛、蠕蟲、蝸牛等。它們占了當今世界現(xiàn)存物種相當大的部分。

這些想要了解病毒“生命”全貌的科學家(盡管許多病毒學家會說病毒并不是真的“活著”)正開始采用一些技術,在它們感染的物種身上,揭示它們的基因標記物。

正如人們正在用強有力的新望遠鏡注視宇宙深處,發(fā)現(xiàn)大量我們迄今不知道的天體一樣,第二代基因測序技術也讓我們能對宏大的、不可見的病毒世界(即我們所稱的“病毒圈”)產生新的洞見。我們熟悉DNA,這種“生命材料”構建了我們基因組的藍圖。但許多病毒使用不同的化學物質構建它們的基因組——即RNA物質。與DNA相似,RNA由一串單個的“積木”組成,這些積木可以用不同的字母A、C、GU代表。第二代測序技術能讓研究人員迅速確定這些字母的順序?茖W家如果能確定任何RNA鏈上的字母順序,就能確定它是不是病毒的RNA,還能知道是不是一個新的病毒物種。該技術對于發(fā)現(xiàn)新病毒的作用巨大。 

研究團隊在中國收集了220種陸生和水生無脊椎動物,提取它們的RNA,并用第二代測序技術,從這些無脊椎動物RNA“圖書館”里解碼了6萬億個字母的順序。數(shù)據量之大令人驚嘆。

在分析了這龐大數(shù)據之后,研究人員意識到他們發(fā)現(xiàn)了近1500個新的病毒物種——無論從哪個角度說,這個數(shù)量都是巨大的。有一些病毒過于獨特,難以放入我們已知的病毒族譜中。

并沒有直接參與此項研究的紐約大學Elodie Ghedin教授告訴BBC:“這項非凡的研究是迄今為止最大的病毒大發(fā)現(xiàn)。”“毫無疑問,它將重新塑造我們的病毒觀,并且重寫病毒發(fā)展史。”

“這是把對的技術和正確的眼光與氣吞山河的研究方法相結合的結果。”

盡管有些無脊椎動物攜帶的病毒可以感染人類,如寨卡和登革熱病毒,但此項研究的作者認為新發(fā)現(xiàn)的病毒不會帶來顯著的風險。

但并非完全沒有例外,而且Ghedin教授認為還要解決一個重要問題。“我們從這類真實發(fā)現(xiàn)項目中是否學到新東西,要看在我們開始研究之前從未研究過的地方時,我們的發(fā)現(xiàn)是不是比之前設想的要多得多。”“這個研究案例也給我們一個強烈提示,在我們利用無脊椎動物來了解或預測新型病毒時,我們是否應該把對病毒的法律管制擴大到無脊椎動物。”她說。

“回顧”

還有研究顯示,隨著時間推移,病毒會交換基因物質來創(chuàng)造新物種,這真是一項偉大的功業(yè),加州大學舊金山分校的Eric Delwart教授告訴BBC:“不同的病毒功能單位有一種類似樂高積木的能力,可以通過重新組合,創(chuàng)造新病毒——即便它們是從譜系差別很大的不同病毒上生成的。病毒基因組的可塑性不斷產生令人驚訝的結果。”

這些研究不但拓寬了我們對病毒多樣性的視野,還使我們對病毒的歷史有了更完整的認識,參與這項研究的悉尼大學Edward Holmes教授解釋到:“我們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)影響脊椎動物包括人類的病毒,例如我們熟悉的流感病毒,實際上是從目前存在于無脊椎動物身上的病毒演化而來的。”他還相信,他們團隊的數(shù)據顯示,病毒感染無脊椎動物的歷史可能已經有數(shù)十億年,展現(xiàn)了這樣一番圖景:無脊椎動物才是多種病毒的真正宿主。

研究人員希望第二代測序技術進一步用于在其他大量物種身上的病毒發(fā)現(xiàn)工作。Delwart教授認為,通過對現(xiàn)有的第二代測序數(shù)據庫進行進一步分析,也可以發(fā)現(xiàn)更多我們從未見過的病毒物種。

如果未來在什么地方的研究所發(fā)現(xiàn)的新病毒數(shù)量能達到本研究的數(shù)量級,那么就說明我們僅僅看到了冰山一角。我們還遠未揭開病毒圈的面紗。

責編:微科普

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