病毒是包裝在蛋白質(zhì)外殼中的基因組，存在的唯一意義就是侵入細(xì)胞，占領(lǐng)蛋白質(zhì)工廠以復(fù)制自身，然后擴(kuò)散到其他細(xì)胞。所以，似乎不言自明的是，病毒的完整基因組必須都侵入受感染的細(xì)胞。然而，最近發(fā)表在eLife上的最新研究推翻了這一傳統(tǒng)認(rèn)知。
某些植物病毒不僅可以像拆解樂高積木一樣，把基因分成幾段侵入不同的細(xì)胞，而且法國研究人員發(fā)現(xiàn)，來自不同病毒個(gè)體的破碎基因可以像拼圖一樣重新組合在一起形成完整的基因組——實(shí)現(xiàn)自我組裝并復(fù)制。
伊利諾伊大學(xué)厄巴納—香檳分校的病毒學(xué)家Christopher Brooke解釋說，換而言之，只要把病毒所有必需的基因產(chǎn)物注入到宿主的細(xì)胞里，就可以在細(xì)胞中制造新的病毒，而無需被真正的病毒侵入。
這一驚人的發(fā)現(xiàn)也令科學(xué)家十分好奇，病毒在什么情景中才會(huì)進(jìn)化出如此的能力。實(shí)際上，雖說模塊化聽起來十分高級(jí)，但缺點(diǎn)也極其明顯——因?yàn)榛蚪M的某些部分很容易丟失，過多的組成模塊無法穩(wěn)定性狀，所以是無法遺傳的。
如蠶豆壞死萎蔫病毒(FBNSV)，有多達(dá)8個(gè)片段，每個(gè)片段攜帶在不同的粒子中。從理論上講，它無法進(jìn)化。
有研究人員猜測，病毒的模塊可以單獨(dú)進(jìn)化，因?yàn)樘囟ɑ虻耐蛔儙茁士赡苋Q于它的復(fù)制次數(shù)。而美國坦帕大學(xué)的病毒學(xué)家Eric Freundt推測，如果植物宿主的防御系統(tǒng)針對(duì)表達(dá)某些病毒蛋白的細(xì)胞，那么將調(diào)控蛋白質(zhì)的基因分布到不同的模塊中可能會(huì)提高隱蔽性。 Freundt認(rèn)為，另一種可能性是，通過將其基因組分布在許多植物細(xì)胞中，病毒可以避免一次性消耗掉單個(gè)細(xì)胞的活力。
荷蘭生態(tài)學(xué)研究所的進(jìn)化病毒學(xué)家Mark P. Zwart預(yù)計(jì)，很快就會(huì)出現(xiàn)全新的理論模型來探索各種見解，例如根據(jù)多種自然選擇方式構(gòu)建病毒的進(jìn)化路徑。在單獨(dú)寄主植物中，自然選擇的力量將使病毒成功地平衡其生產(chǎn)率。但是當(dāng)病毒轉(zhuǎn)移到新宿主時(shí)，它必須適應(yīng)新的宿主環(huán)境，因此需要保留遺傳多樣性。
本文譯自 quantamagazine，由譯者 majer 基于創(chuàng)作共用協(xié)議(BY-NC)發(fā)布。
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