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Frontiers in Microbiology:你身體里也有病毒基因

2018-07-17 來(lái)源:中國(guó)病毒學(xué)論壇  標(biāo)簽: 掌上醫(yī)生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護(hù)膚
摘要:Caetano-Anolles 表示,研究人員在所有生命域和所有類型的病毒中發(fā)現(xiàn)了數(shù)百種蛋白質(zhì)折疊子,意味著它們可能來(lái)自所有生命形式共同的古老祖先。

 據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn),病毒與另一些不是它們宿主的生物也共享著部分基因。該研究的結(jié)果發(fā)表在近期的《微生物學(xué)前沿》(FrontiersinMicrobiology)期刊上,進(jìn)一步證實(shí)了病毒可以和多種單細(xì)胞生物交換基因,并且是生物多樣性的介質(zhì)。

 
這項(xiàng)研究分析了病毒和所有生物域(domain)——從細(xì)菌和古菌等單細(xì)胞微生物到動(dòng)物、植物、真菌等真核生物——的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。研究負(fù)責(zé)人、在美國(guó)伊利諾伊大學(xué)和巴基斯坦COMSATS信息技術(shù)學(xué)院任職的阿爾沙·納西爾(ArshanNasir)說(shuō):“我們通常會(huì)用病毒與其宿主的關(guān)系來(lái)定義它們,但這么做就限制了我們對(duì)病毒和細(xì)胞之間相互作用的理解。”
 
“近期的研究已經(jīng)揭示,生物體可以和其他生物體形成合作關(guān)系,并以群體生活。例如,許多細(xì)菌和古菌都生活在人的體內(nèi),組成了人體的微生物群落,”納西爾補(bǔ)充道。來(lái)自伊利諾伊大學(xué)香檳分?;蚪M生物學(xué)研究所的農(nóng)作物學(xué)教授GustavoCaetano-Anolles,以及韓國(guó)極地研究所的高級(jí)科學(xué)家KyungMoKim也參與了此次研究。
 
研究團(tuán)隊(duì)采用一種生物信息學(xué)方法對(duì)病毒及其宿主生物體的基因組進(jìn)行了分析。他們并沒(méi)有把焦點(diǎn)放在會(huì)隨著世代改變的基因序列上,而是分析了蛋白質(zhì)的功能部分——折疊子(folds)。每個(gè)折疊子——有超過(guò)1400個(gè)折疊子在所有生命域中都存在——都有著獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu),具有特定的作用形式。研究人員稱,由于折疊子對(duì)蛋白質(zhì)功能非常重要,因此即使在編碼它們的基因序列因?yàn)橥蛔兓蚱渌^(guò)程而改變時(shí),折疊子依然能保持穩(wěn)定。“這使蛋白質(zhì)折疊子成為大范圍時(shí)間跨度中可以信賴的演化標(biāo)記,對(duì)于突變極為快速的病毒尤為如此,”納西爾說(shuō)道。
 
Caetano-Anolles表示,研究人員在所有生命域和所有類型的病毒中發(fā)現(xiàn)了數(shù)百種蛋白質(zhì)折疊子,意味著它們可能來(lái)自所有生命形式共同的古老祖先。不過(guò),一些折疊子只出現(xiàn)在單個(gè)生命域及其所感染的病毒中,表明遺傳物質(zhì)的傳遞可能只出現(xiàn)在該類病毒及其宿主之間。研究人員發(fā)現(xiàn),在總共大約2000個(gè)折疊子超家族中,只有一個(gè)是古菌及感染古菌的病毒共有的,細(xì)菌及其感染的病毒共享的有29個(gè),而真核生物及感染它們的病毒之間共有的有37個(gè)。
 
“如果有一個(gè)實(shí)體,它在某一個(gè)節(jié)點(diǎn)上是病毒,然后被選擇進(jìn)入了基因組中,那它變成了該生物分子遺傳物質(zhì)的一部分,”Caetano-Anolles說(shuō)道。研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)在任何單細(xì)胞生物基因組中都沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)的、由病毒特異性蛋白質(zhì)折疊子組成的大子集。“這表明病毒能夠產(chǎn)生新的基因,并且很可能把這些基因傳遞給了單細(xì)胞生物,”納西爾說(shuō)道。
 
Abstract:
 
Virusescanbeclassifiedintoarchaeoviruses,bacterioviruses,andeukaryovirusesaccordingtothetaxonomyoftheinfectedhost.Thehost-constrainedperceptionofvirusesimpliespreferenceofgeneticexchangebetweenvirusesandcellularorganismsoftheirhostsuperkingdomsandviraloriginsfromhostcellseitherviaescapeorreduction.However,virusesfrequentlyestablishnon-lyticinteractionswithorganismsandendogenizeintothegenomesofbacterialendosymbiontsthatresideineukaryoticcells.Suchinteractionscreateopportunitiesforgeneticexchangebetweenvirusesandorganismsofnon-hostsuperkingdoms.Here,wetakeanatypicalapproachtorevisitvirus-cellinteractionsbyfirstidentifyingproteinfoldstructuresintheproteomesofarchaeoviruses,bacterioviruses,andeukaryovirusesandsecondbytracingtheirspreadintheproteomesofsuperkingdomsArchaea,Bacteria,andEukarya.Theexercisequantifiedproteinstructuralhomologiesbetweenvirusesandorganismsoftheirhostandnon-hostsuperkingdomsandrevealedlikelycandidatesforvirus-to-cellandcell-to-virusgenetransfers.Unexpectedlifestyle-drivengeneticaffiliationsbetweenbacteriovirusesandEukaryaandeukaryovirusesandBacteriawerealsopredictedinadditiontoalargecohortofproteinfoldsthatwereuniversallysharedbyviralandcellularproteomesandvirus-specificproteinfoldsnotdetectedincellularproteomes.Theseproteinfoldsprovideuniqueinsightsintoviraloriginsandevolutionthataregenerallydifficulttorecoverwithtraditionalsequencealignment-dependentevolutionaryanalysesowingtothefastmutationratesofviralgenesequences
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