最大的病毒——阔口罐病毒(Pithovirus)
今天介绍的是最大的病毒——阔口罐病毒(Pithovirus),同时,也是《病毒传》最后的一篇。
简介


阔口罐病毒(Pithovirus)是一种巨型病毒,最初在2014年的一篇论文中被描述,它含有两个物种——西伯利亚阔口罐病毒(Pithovirus sibericum)和马赛阔口罐病毒(Pithovirus Massiliensis)。它是一种感染阿米巴原虫的双链DNA病毒,是核质大DNA病毒(Nucleocytoplasmic Large DNA Virus/NCLDV)家族的成员。2014年,人们在俄罗斯西伯利亚永久冻土层收获的3万年前的冰芯中发现了一个可存活的标本。
病毒的发现

艾克斯-马赛大学的Chantal Abergel和Jean-Michel Claverie在西伯利亚永久冻土层3万年前的样本中发现了西伯利亚阔口罐病毒(Pithovirus Sibericum)。该病毒是在晚更新世沉积物表面以下30米(100英尺)处发现的。2000年采集的河岸样本暴露在阿米巴原虫中,发现了这种病毒变形虫开始死亡,当检查时发现含有巨型病毒标本。研究报告的作者说,他们是在阅读了两年前的一项实验后产生了探测永久冻土层样本以寻找新病毒的想法的,该实验使一种类似柳叶蝇子草(Silene Stenophylla)的种子恢复了活力关于阔口罐病毒的研究结果于2014年3月发表在《美国国家科学院院刊》上。尽管这种病毒对人类无害,但它在被冷冻数千年后的生存能力引发了人们的担忧,即全球气候变化和苔原钻探作业可能会导致以前未被发现的、可能具有致病性的病毒被挖掘出来然而,其他科学家不认为这种情况会造成真正的威胁
2016年,从该属中分离出一种现代物种——马赛阔口罐病毒(Pithovirus Massiliensis)。两个已知物种的核心特征如ORFs和孤儿基因(orfan)的顺序都很好地保留了下来。
病毒的特征
阔口罐病毒取自古希腊的大型储藏容器Pithos(希腊语πίθος),其形状为卵形,长度约为1.5 μm (1500 nm),直径约为0.5 μm (500 nm),是迄今发现的最大的病毒。它比以前已知的最大的病毒——潘多拉病毒科大50%,比最小的真核细胞——海洋真核微藻(Ostreococcus)大,尽管潘多拉病毒有最大的病毒基因组,DNA长度约为190~250万碱基。
阔口罐病毒有一个厚的、椭圆形的壁,在一端有一个开口,内部结构类似蜂窝。其基因组包含467个不同的基因,比大多数病毒多,但远少于潘多拉病毒的2556个公认的蛋白质编码序列因此,它的基因组远没有任何其他已知病毒密集。它三分之二的蛋白质不同于其他病毒。尽管阔口罐病毒与潘多拉病毒物理上相似,但其基因组序列显示它与潘多拉病毒几乎没有亲缘关系,而是与马赛病毒(Marseillevirus)、巨大病毒(Megavirus,又名Mimivirus)和虹彩病毒(Iridovirus)这些包含有DNA基因组的大型二十面体病毒更相似。阔口罐病毒基因组有36%的GC含量,类似于巨病毒,相比之下,潘多拉病毒的GC含量超过61%
阔口罐病毒的基因组是一条环状双链DNA (dsDNA)染色体,约有61万碱基对(bp),编码约467个开放阅读框(ORFs),翻译成467个不同的蛋白质基因组编码产生mRNA所需的所有蛋白质;这些蛋白质存在于纯化的病毒粒子中因此,阔口罐病毒的整个复制周期是在宿主的细胞质中进行的,而不是更典型的接管宿主细胞核的方式。
进化
该基因组的突变率估计为2.23*10^−6个位点/年,这些病毒至少在数十万年前就已经完成了它们的进化。

总结

虽然核质大DNA病毒的一支,进化成为现代的真核细胞(Eukarya)与古细菌(Archaea);而核质大DNA病毒的另一支,进化为现代的真细菌(Bacteria);但是,不要认为核质大DNA病毒对人完全无害——天花病毒、猴痘病毒、口疮病毒以及传染性软疣痘病毒引发的疾病已经足够你喝一壶的。