科学家发现了3万种隐藏在微生物DNA中的新病毒
在分析单细胞微生物的基因组时，一组研究人员有了一个惊人的发现：数千种以前未知的病毒“隐藏”在微生物的DNA中。
上图：在透射电子显微镜下拍摄的沙粒病毒。
研究人员在一项新研究中报告说，他们在各种单细胞微生物的基因组中发现了3万多种病毒的DNA。他们解释说，病毒DNA可能使宿主细胞能够复制完整的、功能正常的病毒。
奥地利因斯布鲁克大学研究病毒的生态学家、该研究的主要作者克里斯托弗·贝拉斯（Christopher Bellas）说：“我们对通过分析发现的病毒数量感到非常惊讶。在某些情况下，高达10%的微生物DNA被证明是由隐藏的病毒组成的。”
研究人员表示，这些病毒似乎不会使宿主患病，而且可能是有益的。一些新病毒类似于噬病毒体，这是一种试图感染宿主细胞的其他致病病毒的病毒。
克里斯托弗·贝拉斯表示：“为什么在微生物基因组中发现这么多病毒还不清楚。我们最有力的假设是，它们保护细胞免受危险病毒的感染。”
在地球上生活就意味着要与病毒作斗争，病毒是地球上最丰富的生物实体，它们共同感染着每一种生命形式。它们是高度多样化的，使用许多不同的策略来利用它们的细胞宿主。
抛开关于病毒是否活着的语义争论不谈，它们肯定会把自己插入到其他生物的生命中。有些甚至通过将它们的DNA添加到宿主细胞中，并成为其基因组的一部分来进行复制。
当这种情况发生在生殖细胞中时，它会导致内源性病毒元素（EVEs），或者病毒DNA在宿主物种中代代相传。
科学家们已经在包括动物、植物和真菌在内的许多生物中发现了EVEs。例如，哺乳动物的DNA中携带着各种各样的病毒片段，大约8%的人类基因组由来自古代病毒感染的DNA组成。
该研究的作者解释说，其中大多数不再具有功能，被认为是“基因组化石”。研究表明，EVEs可以适应人类和其他生物，但可能有助于抵御现代病毒。
研究人员指出，对于许多单细胞真核生物来说都是如此，并指出这些微生物通常会被巨型病毒感染和杀死。
如果一个病毒噬菌体已经在宿主细胞中，它可以重新编程一个巨大的病毒来构建病毒噬菌体，而不是自我复制，这可能会拯救宿主。
根据这项新研究，来自新发现病毒的DNA与噬菌体DNA相似，这表明微生物可能会享受到一些针对巨型病毒的保护，这要归功于驻留在它们基因组中的“内置”病毒。
研究人员写道，到目前为止，对EVEs的研究主要集中在动物和植物上，很少关注原生生物（任何不是动物、植物或真菌的真核生物），尽管它们代表了地球上大多数真核生物的生物多样性。
发现隐藏在微生物DNA中的数千种新病毒并不是贝拉斯和他的同事们的最初目标，他们计划研究他们在奥地利蒂罗尔州的一个高山湖泊 Gossenköllesee 的水中发现的一组新病毒。
克里斯托弗·贝拉斯说道：“最初，我们想通过我们的研究找到新的‘波林顿样病毒’的起源。然而，我们不知道哪些生物通常会被这些病毒感染。这就是为什么我们进行了一项大规模的研究来测试所有已知DNA序列的微生物。”
为了做到这一点，他们得到了“Leo”的帮助，这是因斯布鲁克大学的一个高性能计算机集群，可以有效地分析大量数据。
在许多微生物基因组中，研究人员注意到来自病毒噬菌体和其他病毒的基因，他们决定进一步调查，使用Leo系统地分析所有公开可用的原生生物基因组组装草图。
他们写道，他们发现EVEs“隐藏在单细胞真核生物基因组中重复的、难以组装的区域中”，并指出，一些物种中数千种整合的病毒表明，病毒构成了一条重要的、以前未被识别的原生生物基因组条带。
研究人员表示，该研究还发现证据表明，许多原生EVEs不仅是基因组化石，而且是功能性病毒，“这表明，这些元素的不同阵列可能是宿主抗病毒系统的一部分。”
这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。
来源：人体微生物组与健康
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