?esk( 三 )


这种基因在不同大病毒个体之间传递的过程被称为基因的水平转移,而噬病毒体便是基因的搬运工 。基因水平转移的现象在自然界中广泛存在,在高等生物中也会发生,这也是自然界生物进化的重要推动力,而推手便是各种各样的病毒 。病毒需要感染宿主细胞才能够复制扩增,而宿主也进化出了抵抗病毒的系统来保护自己 。在高等动物体内,存在复杂而完善的免疫系统来抵抗各种病原体的入侵,而近年来科学家在细菌中也发现了抵抗病毒入侵的免疫系统,这个名为CRISPR/Cas 的免疫系统在经过改造之后还可以被用于编辑真核细胞的基因组,近年来被生物学家们竞相追捧 。
CRISPR/Cas的工作原理不是很复杂,当病毒感染细菌之后,细菌会把病毒的基因组序列的片段插入自己的基因组里,这样病毒的"模样"就被记录下来了,细菌存放入侵病毒序列的基因区域呈现出"规律间隔成簇短回文重复序列"(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, CRISPR),这便是CRISPR 。
如果下次再有同样的病毒来的时候,细菌便会调动这些之前插入进来的片段,让它们带着一个能够切割病毒基因组的核酸酶去"杀死"病毒,这个酶便是Cas蛋白 。受到CRISPR/Cas的启示,科学家们认为大病毒应该也会有防御噬病毒体感染的免疫系统 。在2014年的时候,一种感染Mimivirus的新噬病毒体被发现了,它的名字叫Zamilon,它的发现使得科学家们的猜测得以验证 。
科学家们发现有一些Mimivirus可以抵御Zamilon的入侵,经过复杂的分析和实验,科学家们在这些Mimivirus的基因组内真的发现了Zamilon的基因片段 。如果在这些Mimivirus的基因组上清除这个片段所在的基因,Mimivirus便失去了抵御Zamilon的能力 。在这个基因的附近,科学家们还找到了类似细菌Cas蛋白的核酸酶,这表明Mimivirus的免疫系统作用的原理应该和细菌的CIRSPR/Cas差不多 。
也就是说,大病毒会将感染它的噬病毒体的基因片段插入到自己的基因组里,如果下次再有同样的入侵者来的时候,这些基因片段会将核酸酶引导到入侵者的基因组上,核酸酶会将噬病毒体的基因组切断,从而阻止它进一步复制扩增 。Mimivirus中发现的免疫系统也有自己的名字:MIMIVIRE(mimivirus virophage resistance element,米米病毒噬病毒体抵抗元件) 。
【?esk】关于病毒是不是生命的问题,科学家们还没有共识,而大病毒的发现无疑进一步拉近了生命和非生命的距离 。在噬病毒体Sputnik发现的时候,有采访人员在著名的《自然》杂志上发表了一则新闻评论:《噬病毒体的发现表明病毒是活的》 。不知道这个采访人员在看到MIMIVIRE的时候是不是会拍拍大腿,跳起来说:"看!病毒真是活的!" 。

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