科学家发现了1500种新病毒

2016-11-27 17:24:02  微科普
本文作者:晓默/编译

科学家发现了1500种新病毒

2016-11-27 17:24:02
作者:晓默/编译
来源:微科普
字号:A+  A-

 一个由澳大利亚和中国领导的国际研究团队发现了近1500种新病毒。该团队的科学家的任务是寻找无脊椎动物(包括昆虫和蜘蛛)中的病毒感染现象。这项研究不仅让人们知道更多种类病毒的存在,而且指出它们已经存在数十亿年。这些发现已经在《自然》(Nature)杂志上发表。

很少人不承认地球上生活的所有物种都可能会被病毒感染——这些显微镜下的寄生生物无处不在。但是病毒学家很久以前就开始怀疑,我们目前对于病毒多样性的观念是狭隘的——过度限于能在人类、动物和植物身上导致疾病的病毒,或我们能在实验室里培养的病毒。

去热带雨林或非洲草原旅行,就能让我们一瞥地球生命那不可思议的多样性;但要理解那些微型病毒的多样性就不那么容易了,况且我们第一感觉对它们还会产生反感。发现新病毒和网住一个新的蝴蝶物种可不是一回事,病毒是不可见的。

但研究团队没有被这个操作性问题困住,他们的方法是在无脊椎动物中进行调查,以找到新的病毒物种。无脊椎动物是没有脊柱的生物,包括一些我们熟悉的动物,如昆虫、蜘蛛、蠕虫、蜗牛等。它们占了当今世界现存物种相当大的部分。

这些想要了解病毒“生命”全貌的科学家(尽管许多病毒学家会说病毒并不是真的“活着”)正开始采用一些技术,在它们感染的物种身上,揭示它们的基因标记物。

正如人们正在用强有力的新望远镜注视宇宙深处,发现大量我们迄今不知道的天体一样,第二代基因测序技术也让我们能对宏大的、不可见的病毒世界(即我们所称的“病毒圈”)产生新的洞见。我们熟悉DNA,这种“生命材料”构建了我们基因组的蓝图。但许多病毒使用不同的化学物质构建它们的基因组——即RNA物质。与DNA相似,RNA由一串单个的“积木”组成,这些积木可以用不同的字母ACGU代表。第二代测序技术能让研究人员迅速确定这些字母的顺序。科学家如果能确定任何RNA链上的字母顺序,就能确定它是不是病毒的RNA,还能知道是不是一个新的病毒物种。该技术对于发现新病毒的作用巨大。 

研究团队在中国收集了220种陆生和水生无脊椎动物,提取它们的RNA,并用第二代测序技术,从这些无脊椎动物RNA“图书馆”里解码了6万亿个字母的顺序。数据量之大令人惊叹。

在分析了这庞大数据之后,研究人员意识到他们发现了近1500个新的病毒物种——无论从哪个角度说,这个数量都是巨大的。有一些病毒过于独特,难以放入我们已知的病毒族谱中。

并没有直接参与此项研究的纽约大学Elodie Ghedin教授告诉BBC:“这项非凡的研究是迄今为止最大的病毒大发现。”“毫无疑问,它将重新塑造我们的病毒观,并且重写病毒发展史。”

“这是把对的技术和正确的眼光与气吞山河的研究方法相结合的结果。”

尽管有些无脊椎动物携带的病毒可以感染人类,如寨卡和登革热病毒,但此项研究的作者认为新发现的病毒不会带来显著的风险。

但并非完全没有例外,而且Ghedin教授认为还要解决一个重要问题。“我们从这类真实发现项目中是否学到新东西,要看在我们开始研究之前从未研究过的地方时,我们的发现是不是比之前设想的要多得多。”“这个研究案例也给我们一个强烈提示,在我们利用无脊椎动物来了解或预测新型病毒时,我们是否应该把对病毒的法律管制扩大到无脊椎动物。”她说。

“回顾”

还有研究显示,随着时间推移,病毒会交换基因物质来创造新物种,这真是一项伟大的功业,加州大学旧金山分校的Eric Delwart教授告诉BBC:“不同的病毒功能单位有一种类似乐高积木的能力,可以通过重新组合,创造新病毒——即便它们是从谱系差别很大的不同病毒上生成的。病毒基因组的可塑性不断产生令人惊讶的结果。”

这些研究不但拓宽了我们对病毒多样性的视野,还使我们对病毒的历史有了更完整的认识,参与这项研究的悉尼大学Edward Holmes教授解释到:“我们发现大多数影响脊椎动物包括人类的病毒,例如我们熟悉的流感病毒,实际上是从目前存在于无脊椎动物身上的病毒演化而来的。”他还相信,他们团队的数据显示,病毒感染无脊椎动物的历史可能已经有数十亿年,展现了这样一番图景:无脊椎动物才是多种病毒的真正宿主。

研究人员希望第二代测序技术进一步用于在其他大量物种身上的病毒发现工作。Delwart教授认为,通过对现有的第二代测序数据库进行进一步分析,也可以发现更多我们从未见过的病毒物种。

如果未来在什么地方的研究所发现的新病毒数量能达到本研究的数量级,那么就说明我们仅仅看到了冰山一角。我们还远未揭开病毒圈的面纱。

>科学家发现了1500种新病毒相关科普知识