病毒，是一種非細胞生命形態，由核酸和蛋白質外殼構成。病毒沒有自己的能量代謝結構，也沒有酶系統，其複製增殖所需的能量和酶蛋白完全依賴於從宿主細胞中竊取。因此，
在自然界中，病毒一直扮演著一個“偷盜者”角色。然而，近年來的研究表明，有些病毒除了含有感染宿主細胞並複製增殖的基因之外，還極為反常地攜帶著其他功能基因。不久前，BioWorld公眾號就曾報道了一些巨型噬菌體攜帶CRISPR-Cas系統基因，模糊了生命與非生命之間的界限：最新發現的巨型噬菌體病毒，讓生命與非生命界限徹底模糊
近日，美國弗吉尼亞理工學院暨州立大學生物科學系的研究人員在 Nature Communications上發表題為：Dynamic genome evolution and complex virocell metabolism of globally-distributed giant viruses 的研究論文。
此項研究發現巨型病毒基因組中含有與新陳代謝相關的基因，它們可能利用這些基因將宿主細胞轉化為超級能量工廠。
進一步研究表明，這些基因是病毒特異性的、獨立於細胞生命之外的，並且是在很久以前獲得的 。
海洋中已發現20多萬種病毒，有些是巨型病毒，又被稱為核質大型DNA病毒(NCLDV)，之所以如此命名，是因為它們的大小往往是普通病毒的10倍左右，甚至比某些細胞還要大。巨型病毒一直到2003年才被發現，從那時起，科學界便對這類特殊的病毒進行研究。
系統發育分析表明，巨型病毒具有共同祖先，並具有源遠流長的進化史。這些病毒主要感染阿米巴原蟲和浮游植物——減緩氣候變化和控制海洋生態系統的重要角色，因此，巨型病毒對地球生態具有極為關鍵的影響作用。
在此項研究中，弗吉尼亞理工大學的Frank Aylward教授及其團隊通過公共數據庫搜索獲得了501個疑似巨型病毒基因組，並將它們與121個已知的參考基因組進行比對，從而建立了一個系譜圖。
研究人員發現這些巨型病毒極其多樣化，可分為54個不同的組，並且其中一些基因組是科學界的新發現，可能代表了新物種。
通過評估這些巨型病毒基因組的編碼代謝多樣性，研究者在廣泛分佈的巨型病毒中發現了多種代謝基因，包括許多參與營養吸收和處理、光捕獲和中心氮代謝的基因，這些基因證實了巨型病毒與宿主細胞之間存在複雜的相互作用。
緊接著，Frank Aylward等還報道了許多編碼糖酵解成分、糖異生、乙醛酸分流和TCA循環的巨型病毒，包括一個具有70%完全糖酵解途徑的基因組，這表明它們可能可以重新編程宿主細胞的中心碳代謝。
除此之外，研究人員通過系統發育分析表明，巨型病毒的代謝基因具有極為久遠的進化歷史，與細胞內的代謝基因有較大差異，這意味著
這些代謝基因很可能是在巨型病毒發源早期獲得的。
打個比方說，巨型病毒攜帶代謝相關基因，就像是一個小偷帶著鈔票製造機去行竊一樣，並且這個鈔票機還顯得有點舊，和現在的款式有點兒不同。這讓人感到驚訝而又新奇——真是一個奇葩！
值得注意的是，目前仍未清楚這些巨型病毒攜帶代謝相關基因的實際意義 。對此，聯合基因組研究所的微生物學家Frederik Schulz表示：“不要對這一研究結果進行過於寬泛的推測，這些基因可以幫助細胞新陳代謝，並不意味著它們對病毒也有同樣的作用。”
論文鏈接：
https://doi.org/10.1038/s41467-020-15507-2
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