近日來自美國波特蘭州立大學的研究人員在一個冒泡的火山溫泉有害環(huán)境中，發(fā)現(xiàn)了一個新病毒基因組，看起來它是一種DNA病毒和RNA病毒的重組產(chǎn)物——一種前所未見的天然嵌合體。這一研究發(fā)現(xiàn)發(fā)布在4月19日的《Biology Direct》雜志上。

“這是一種神獸般的病毒，但它確實存在，”病毒學家Ken Stedman在4月17號亞特蘭大召開的美國宇航局天體生物學會議上報告他的實驗室發(fā)現(xiàn)時表示。

“在北部加利福尼亞拉森火山國家公園Boiling Springs湖酸性水域的細菌群落中，病毒是唯一的捕食者，”Stedman說。為了更好地了解有些什么類型的病毒存在那里，Stedman和他的同事們對來自Boiling Springs湖樣本的成千上萬條病毒序列進行了宏基因組分析（metagenomic analysis），因此獲得了一些意外的研究發(fā)現(xiàn)：一條DNA編碼了一種至今只在RNA病毒衣殼中能看得到的蛋白質。通過與其他遺傳片段序列進行比對，他們獲得了一個完整的病毒基因組。

在這一基因組中，研究人員發(fā)現(xiàn)了一條RNA樣序列毗鄰于DNA病毒所獨有的一個復制蛋白的序列。由此生成了一個單鏈環(huán)狀基因，稱之為BSL RDHV（Boiling Springs湖RNA-DNA雜交病毒的簡稱），這似乎是由兩種完全無關的病毒組重組事件所導致。這一RNA基因并非是由可生成逆轉錄酶的病毒所造成，逆轉錄酶是一種可將RNA轉變?yōu)?/SPAN>DNA的重要酶。因此目前還不清楚的RNA基因是如何最終進入DNA基因組中的?！拔覀儾恢浪侨绾伟l(fā)生的，但是我們知道它確實發(fā)生了，”Stedman說。

Stedman提出了兩種可能的解釋。在一種情況下，一種RNA病毒、一種DNA病毒和一種逆轉錄病毒同時感染了同一個細胞，逆轉錄病毒利用它的你轉錄酶將RNA基因轉變?yōu)橐粋€DNA拷貝，和DNA病毒基因組混到了一起。這樣的情況在環(huán)境中存在自由浮動的逆轉錄酶時有可能發(fā)生。另一種情況，就是一種特殊的病毒連接酶蛋白（可將核酸膠連到一起）有可能將不同的DNA和RNA鏈連接到了一起，生成了雜交編碼，然后復制成了DNA。Stedman說盡管有些牽強，兩種情況也還是有可能發(fā)生的。

為了確定相似的病毒是否存在于其他環(huán)境中，研究人隨后對全球海洋調查（Global Ocean Survey）的序列數(shù)據(jù)庫進行了篩查，發(fā)現(xiàn)有三種病毒序列包含相同的兩個基因。Stedman 說“在很多情況下，這一序列或是匹配DNA蛋白或是RNA蛋白，因此事實上確實有不少。但我們目前還不能將它們聯(lián)系到一起，至少我們還不能肯定地說?！?/SPAN>

宏基因組分析給予研究人員的只是病毒的基因組圖譜，而若非病毒自身或它的宿主。德克薩斯大學進化遺傳學家Cédric Feschotte 說：“該方法的不利之處是對在環(huán)境樣本中發(fā)現(xiàn)的病毒生物學所能推知的甚少。目前尚不清楚這些病毒是否是它們自身病毒群好的代表?！?/SPAN>Stedman承認存在局限性，并表示計劃進一步地取樣來研究這些問題。

但事實上，這種獨特病毒的存在表明在數(shù)十億年前分歧的譜系間可能發(fā)生了重組。美國國立衛(wèi)生研究所進化遺傳學家Eugene Koonin 說：“科學家們一直猜測在遺傳系統(tǒng)的進化過程中的最早期階段一個關鍵的方面參與了一些小的不同的病毒樣遺傳元件激烈的重組和融合。Stedman的研究發(fā)現(xiàn)證實了兩種不同的病毒間確實發(fā)生了這樣的重組，有可能是病毒進化的一條重要途徑。”

“發(fā)現(xiàn)DNA病毒和RNA病毒之間存在明顯的雜交模糊了兩種主要病毒組之間傳統(tǒng)的界限，進一步突出了病毒世界的可塑性，以及在病毒實體中存在嵌合體這種看似無限的可能，”Feschotte說。如果是這樣，有可能有更多嵌合體存在于那里，只等待病毒學家發(fā)現(xiàn)它們。