病毒的故事——(18)不是病毒的“病毒”

1922年,一种让马铃薯叶脉坏死、植株严重矮化的传染病在美国被发现,随后蔓延到加拿大、阿根廷、俄罗斯、波兰、保加利亚以及我国的北方,致使当地马铃薯减产20%——70%。

病毒的故事——(18)不是病毒的“病毒”

科学家们用拜耶林克发现烟草花叶病毒的方法,也得到了这种致病的传染性活液,根据以往的经验,该病毒被命名为马铃薯纺锤块茎病毒。

不过这一次,事情却有了不一样的变化。到70年代初期,美国植物病毒学家迪纳和他的同事对各种植物病毒开始进行细致的研究,结果发现马铃薯纺锤块茎病毒的各种异常表现:电子显微镜下找不到病毒颗粒,没有抗原性,对酚等有机溶剂不敏感、耐热,对RNA酶敏感等种种特点。最特别的是,该病毒对高速离心十分稳定,说明它的分子量超乎寻常的低。换句话说,这种病毒比普通病毒更小,更简单。迪纳觉得应该和普通病毒相区别,于是起名为类病毒。这一发现很快得到其他实验室的证实,并陆续发现柑橘裂皮病病毒、菊花矮缩病病毒、黄瓜白果病病毒、酒花矮化病病毒等等均属于这种类病毒。

病毒的故事——(18)不是病毒的“病毒”

后来人们发现,这是一种共价闭合的环状单链RNA分子,没有蛋白质外壳,仅有359个核苷酸序列。要知道一般病毒的核苷酸序列在几千到一万,大肠杆菌噬菌体病毒有约4000个核苷酸,能编码四个蛋白质。而仅仅359个核苷酸的基因,是不足以编码任何蛋白质的。可是,没有蛋白质就不能发挥任何功能,类病毒连一个完整的蛋白质都不能编码,那它如何在宿主体内复制呢?

病毒已经够简化了,类病毒却进一步简化到不可思议,它们的基因只有和宿主的基因整合在一起时才能表达,才能完成自己的复制。也就是说,普通病毒借助宿主的细胞器进行复制,而类病毒不仅仅要借细胞器,甚至连基因都要借一部分。

在类病毒被发现之前,人类一向认为原始的生命体系是由蛋白质和核酸这两种生物大分子构成的,病毒就是复杂生命体系的最低极限。然而,这种有感染性、无蛋白外壳的RNA闭环,开拓了病毒学的新领域,启发人们思考目前许多未知病原的疑难疾病是否与类病毒有关。

病毒的故事——(18)不是病毒的“病毒”

​从更宽广的角度说,深入研究类病毒的核苷酸到底是怎么与宿主细胞基因组相互配合进行复制的,也许将为我们阐明生命活动的分子机制,为生命起源之谜提供新的资料。



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