3万年前的远古巨型病毒被“复活” 科学家首次发现其释放机制

近年来，从西伯利亚解冻的永久冻土到南极冰层下深层的未知之处，科学家们在世界上最神秘的几个地方都发现了远古遗留下来的巨型病毒，这常常使人联想到一些科幻灾难电影的情节。

在一项新研究中，密歇根州立大学科学家团队揭示了这些神秘而迷人的巨型微生物感染细胞的关键方面。借助于尖端的成像技术，本研究开发了一个研究巨型病毒的可靠模型，并首次识别了几种关键蛋白。

巨型病毒的大小超过300纳米，可以存活几千年。相比之下，造成普通感冒的鼻病毒大约有30纳米。

MSU生物化学和分子生物学副教授、首席研究员Kristin Parent说：“巨型病毒体积巨大且非常复杂。最近在西伯利亚发现的巨型病毒，在冻土中保存了30000年后，依然保持了感染能力。”

这些病毒存在坚固的外壳(或衣壳)，能够抵御恶劣环境，保护里面的病毒基因组。而本次研究中的有拟病毒、南极洲病毒、桑巴病毒和新发现的tupan病毒，形状大多是二十面体或者类二十面体。

这些物种具有其独特的病毒基因组释放机制。海星形状的封盖位于外壳的一个顶点上。这个独特的顶点被称为“星门”。在感染时，“星门”打开，释放出病毒基因组。

由于巨型病毒的体积很大，很难对其进行成像，研究生Jason Schrad开发了一种模拟感染阶段的新方法，利用该大学新的低温电子显微镜和扫描电子显微镜，让不同物种接受一系列苛刻的化学和环境处理，旨在模拟病毒在感染过程中可能遇到的条件。

在低温电子显微镜的帮助下，他们在原子水平上观测了病毒和蛋白质结构，并在运动中将其捕获。

“这一新模型现在使科学家能够可靠地、高频率地模拟各个阶段，为未来的研究打开了大门，并大大简化了针对病毒的任何研究，”Parent说。

结果表明：低pH、高温和高盐是成功诱导星门开启的3种环境条件。更甚者，每种情况都会导致不同的感染情况。

由于能够持续地重现感染的各个阶段，研究人员研究了病毒在第一阶段释放的蛋白质。蛋白质起着工作者的作用，协调病毒感染和劫持细胞繁殖能力以复制自身所需的许多生物学过程。

Parent说：“这项研究的结果有助于将假定的作用分配给许多具有先前未知功能的蛋白质，也显现出了这一新模型的作用。我们确定了在感染初期释放的关键蛋白质，这些蛋白质有助于介导感染过程并完成病毒的接收。”

对于未来的研究方向，Parent表示，他们将集中精力于搞清楚“这些蛋白的确切功能以及它们是如何导致巨型病毒感染的”。他们目前识别出的许多蛋白质都与病毒感染初期释放的蛋白质相匹配，这极大地支持了实验之前的假设。

许多不同类型的巨型病毒在体外的反应相似，这使得研究人员相信它们都有共同的特征，可能有相似的蛋白质。

与冠状病毒不同，巨型病毒是否能够感染人类，尚是有待病毒学家们讨论的话题。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料：

[1]https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-05/msu-nss050820.php