一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)，病毒只與不是宿主的細(xì)胞共享一些基因。研究人員在“微生物學(xué)前沿”雜志上發(fā)表的這項(xiàng)研究表明，病毒與各種細(xì)胞生物交換基因并成為多樣性的代理人。

該研究著眼于病毒和生命的所有超級域或域中的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)：從稱為細(xì)菌和古細(xì)菌的單細(xì)胞微生物到真核生物，包括動(dòng)物，植物，真菌和所有其他生物。

伊利諾伊大學(xué)和COMSATS信息技術(shù)研究所研究員Arshan Nasir說：“通常將病毒定義為與宿主有關(guān)，但這種做法限制了我們對病毒 - 細(xì)胞相互作用的理解。”他與Gustavo Caetano-Anolles一起領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)新研究。 ，作物科學(xué)教授，I。大學(xué)Carl R. Woese基因組生物學(xué)研究所和韓國仁川韓國極地研究所高級科學(xué)家Kyung Mo Kim的附屬機(jī)構(gòu)。

“最近的研究表明，生物體可以與其他生物體形成伙伴關(guān)系并生活在社區(qū)中。例如，許多細(xì)菌和古細(xì)菌物種存在于人體內(nèi)和體內(nèi)，構(gòu)成人類微生物群，”納西爾說。

例如，感染古細(xì)菌和細(xì)菌的病毒不會感染真核生物。然而，研究人員表示，他們?nèi)钥赡芤詿o害的方式與他們沒有感染的生物相互作用。

納西爾說：“我們想研究病毒和細(xì)胞生物的基因組，尋找從病毒到細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)移的可能痕跡，超出我們已經(jīng)知道的病毒與宿主的相互作用。”

該團(tuán)隊(duì)使用生物信息學(xué)方法分析生物體的基因組和感染它們的病毒。研究小組研究了蛋白質(zhì)的功能成分，而不是專注于幾代人可以改變的基因序列，他們稱之為褶皺。每個(gè)折疊 - 在生活的所有領(lǐng)域中有超過1,400個(gè) - 具有獨(dú)特的3-D結(jié)構(gòu)，可執(zhí)行特定操作。研究人員說，由于褶皺對蛋白質(zhì)功能至關(guān)重要，因此即使編碼序列的序列因突變或其他過程而發(fā)生變化，它們?nèi)匀槐３址€(wěn)定。

納西爾說：“這使得蛋白質(zhì)在很長一段時(shí)間內(nèi)成為可靠的進(jìn)化變化標(biāo)記，特別是對于臭名昭著的變異病毒。”

Caetano-Anolles說，研究人員發(fā)現(xiàn)，生命和所有類型病毒的所有超級生物都存在數(shù)百個(gè)折疊，這表明它們來自所有生命形式的古老祖先。

然而，有些折疊只發(fā)生在一個(gè)超級大國和感染它的病毒中，這表明僅在該組病毒與其宿主之間轉(zhuǎn)移遺傳物質(zhì)。在總共約2,000個(gè)褶皺超家族中，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)專屬于古細(xì)菌的病毒和感染古細(xì)菌的病毒，29僅由細(xì)菌和感染它們的病毒共享，37個(gè)是真核生物及其病毒所獨(dú)有的。

研究人員表示，該數(shù)據(jù)還指出了其他一種尚未知的機(jī)制，它允許病毒與細(xì)胞交換遺傳物質(zhì)。

納西爾說：“我們在細(xì)胞生物體中發(fā)現(xiàn)了許多病毒標(biāo)志基因，這些基因不會感染這些病毒。”“這對細(xì)菌病毒和真核生物尤其明顯，可能是因?yàn)榧?xì)菌與真核生物相互作用的方式更多。”

“雖然人們往往只考慮感染和殺死宿主的病毒，但我們已經(jīng)知道病毒有時(shí)會進(jìn)入細(xì)胞并將其遺傳物質(zhì)整合到細(xì)胞中而不會殺死它，”Caetano-Anolles說。他說，在單細(xì)胞生物的情況下，這些基因有時(shí)會傳給后代。

人類DNA也含有病毒殘留物。

“例如，一些復(fù)古元素和轉(zhuǎn)座子被認(rèn)為起源于古代病毒，”納西爾說。逆轉(zhuǎn)錄元件是從RNA病毒復(fù)制到DNA中并插入非病毒生物的基因組中的序列。轉(zhuǎn)座子，也稱為“跳躍基因”，可以從基因組的一部分移動(dòng)到另一部分。

“如果你有一個(gè)實(shí)體在某個(gè)時(shí)候是病毒并被加入到基因組中，那將成為有機(jī)體分子遺傳的一部分，”Caetano-Anolles說。

該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了大量病毒特異性蛋白質(zhì)折疊，這些折疊在任何細(xì)胞基因組中都不存在。

“這表明病毒可以產(chǎn)生新的基因，并可能將這些基因轉(zhuǎn)移到細(xì)胞生物體中，”納西爾說。