病毒的故事——(18)不是病毒的“病毒”

1922年,一種讓馬鈴薯葉脈壞死、植株嚴重矮化的傳染病在美國被發現,隨後蔓延到加拿大、阿根廷、俄羅斯、波蘭、保加利亞以及我國的北方,致使當地馬鈴薯減產20%——70%。

病毒的故事——(18)不是病毒的“病毒”

科學家們用拜耶林克發現菸草花葉病毒的方法,也得到了這種致病的傳染性活液,根據以往的經驗,該病毒被命名為馬鈴薯紡錘塊莖病毒。

不過這一次,事情卻有了不一樣的變化。到70年代初期,美國植物病毒學家迪納和他的同事對各種植物病毒開始進行細緻的研究,結果發現馬鈴薯紡錘塊莖病毒的各種異常表現:電子顯微鏡下找不到病毒顆粒,沒有抗原性,對酚等有機溶劑不敏感、耐熱,對RNA酶敏感等種種特點。最特別的是,該病毒對高速離心十分穩定,說明它的分子量超乎尋常的低。換句話說,這種病毒比普通病毒更小,更簡單。迪納覺得應該和普通病毒相區別,於是起名為類病毒。這一發現很快得到其他實驗室的證實,並陸續發現柑橘裂皮病病毒、菊花矮縮病病毒、黃瓜白果病病毒、酒花矮化病病毒等等均屬於這種類病毒。

病毒的故事——(18)不是病毒的“病毒”

後來人們發現,這是一種共價閉合的環狀單鏈RNA分子,沒有蛋白質外殼,僅有359個核苷酸序列。要知道一般病毒的核苷酸序列在幾千到一萬,大腸桿菌噬菌體病毒有約4000個核苷酸,能編碼四個蛋白質。而僅僅359個核苷酸的基因,是不足以編碼任何蛋白質的。可是,沒有蛋白質就不能發揮任何功能,類病毒連一個完整的蛋白質都不能編碼,那它如何在宿主體內複製呢?

病毒已經夠簡化了,類病毒卻進一步簡化到不可思議,它們的基因只有和宿主的基因整合在一起時才能表達,才能完成自己的複製。也就是說,普通病毒藉助宿主的細胞器進行復制,而類病毒不僅僅要借細胞器,甚至連基因都要借一部分。

在類病毒被發現之前,人類一向認為原始的生命體系是由蛋白質和核酸這兩種生物大分子構成的,病毒就是複雜生命體系的最低極限。然而,這種有感染性、無蛋白外殼的RNA閉環,開拓了病毒學的新領域,啟發人們思考目前許多未知病原的疑難疾病是否與類病毒有關。

病毒的故事——(18)不是病毒的“病毒”

​從更寬廣的角度說,深入研究類病毒的核苷酸到底是怎麼與宿主細胞基因組相互配合進行復制的,也許將為我們闡明生命活動的分子機制,為生命起源之謎提供新的資料。



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