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地球上的生物都起源于同一支原始細(xì)胞體——這是我們一貫的認(rèn)知。但有兩位研究人員證明，病毒可能是另一個(gè)生命譜系的見(jiàn)證者！另一種生命起源，它有可能存在嗎？ “我們的研究成果被視為異端邪說(shuō)！” 美國(guó)伊利諾伊大學(xué)進(jìn)化生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)室的古斯塔沃·凱埃塔諾-安諾萊斯（Gustavo Caetano-Anollés）感嘆道。 不過(guò)這位生物學(xué)家對(duì)此并不驚訝：沒(méi)人能在質(zhì)疑一個(gè)神話后還能全身而退，而且還是有關(guān)生命起源的神話。  冠狀病毒 關(guān)于生命起源，目前被廣泛接受的版本源自1970年代末。 38億至35億年前，即地球形成幾億年后，溫?zé)岷Ｑ蟾采w全球，各種分子不斷相互作用。幾種生命細(xì)胞體為了享用“原始湯”的資源而你爭(zhēng)我?jiàn)Z。繁殖最多的一支最終獨(dú)占了這汪熱水，繁衍出此后的所有生物。 這個(gè)贏家名叫LUCA（Last Universal Common Ancestor，最后普遍共同祖先）。從細(xì)菌到大象，它的后代構(gòu)成了生命的三域系統(tǒng)，形成了巨大的進(jìn)化樹(shù)。在它繁殖能力陰影下，其他所有原細(xì)胞譜系都衰敗消失了。  皰疹病毒 所有的……除了病毒。這就是古斯塔沃·凱埃塔諾-安諾萊斯與同事阿爾上·納西爾（Arshan Nasir）的“異端邪說(shuō)”。他們認(rèn)為，現(xiàn)代病毒并非LUCA的直系后代，而是其競(jìng)爭(zhēng)者的后代。換言之，它們?cè)醋粤硪环N生命方式！ 一開(kāi)始，這些病毒的祖先可能寄生于LUCA。它們改變了自己的細(xì)胞機(jī)制，放棄了一些內(nèi)在功能及控制基因——這是典型的還原進(jìn)化（reductive evolution）。 然后，它們繼續(xù)自我簡(jiǎn)化，直至完全依賴(lài)于宿主，失去了目前被視為不可或缺的生物屬性（如細(xì)胞分裂或吸取外部能量的能力），只保留了能使細(xì)胞為之所用，從而保證自身傳播的最起碼的能力。  人類(lèi)免疫缺陷病毒 這與生命史的官方版本顯然不符，該版本認(rèn)為病毒只是LUCA原細(xì)胞的意外分支。 在這一版本中，原始湯里充斥著原細(xì)胞的組織碎片——DNA、RNA片段或細(xì)胞膜。這些物質(zhì)在生物層面上沒(méi)有活力，但具有化學(xué)活性。 “出于偶然，極少數(shù)片段具有的物理化學(xué)性質(zhì)使它們能夠在細(xì)胞內(nèi)部自我復(fù)制，從而存在至今?！狈▏?guó)南巴黎大學(xué)微生物多樣性、生態(tài)和進(jìn)化研究組主任洛佩茲-加西亞（Purificación Lopez-Garcia）指出。她并不相信這種新說(shuō)法。 1100萬(wàn)種蛋白質(zhì) 這兩位“異端分子”于2015年9月發(fā)表了他們的論文。與大部分旨在建立生命進(jìn)化樹(shù)的研究相反，他們的研究并不基于對(duì)基因的比較，而是對(duì)蛋白質(zhì)形態(tài)的比較，更精確地說(shuō)，是比較組成它們的各種結(jié)構(gòu)域（protein domain）。 正是它們對(duì)環(huán)境起化學(xué)作用，從而賦予蛋白質(zhì)以功能。“我們比較的不是基因序列，而是它們產(chǎn)出的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)?！惫潘顾帧P埃塔諾-安諾萊斯總結(jié)道，“但和使用基因序列一樣，也能描述這些結(jié)構(gòu)的進(jìn)化史。”出于同樣的邏輯：產(chǎn)生結(jié)構(gòu)相近的蛋白質(zhì)的兩種實(shí)體擁有共同祖先。  狂犬病病毒 古斯塔沃·凱埃塔諾-安諾萊斯從1990年代末就開(kāi)始使用這種方法，當(dāng)時(shí)它還是剛剛興起。而截至目前，他以此勾畫(huà)出的進(jìn)化樹(shù)也總能與傳統(tǒng)基因方法得出的進(jìn)化樹(shù)相符。在他看來(lái)，這種方法甚至更加可靠：“基因突變的速度比它們產(chǎn)生的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化更快?！?/div> 為了建立病毒的進(jìn)化樹(shù)，他和阿爾上·納西爾處理了大量數(shù)據(jù)。他們用強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)算法篩選了3640種病毒和屬于三域系統(tǒng)的1620種細(xì)胞產(chǎn)生的1100萬(wàn)種蛋白質(zhì)。借助一個(gè)囊括幾千種組成和三維結(jié)構(gòu)已知的蛋白質(zhì)的數(shù)據(jù)庫(kù)，他們比較了上述蛋白質(zhì)的化學(xué)組成，首先推斷出它們結(jié)構(gòu)域的形態(tài)。這是一種復(fù)雜的概率計(jì)算，但古斯塔沃·凱埃塔諾-安諾萊斯表示，預(yù)測(cè)結(jié)果“現(xiàn)已得到蛋白質(zhì)X光研究證實(shí)，準(zhǔn)確性達(dá)95%至98%”。  乙型肝炎病毒 然后，研究人員鑒別出那些最常見(jiàn)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域。他們統(tǒng)計(jì)了1995種，其中66種為病毒所獨(dú)有。很難相信造成這一切的基因源自LUCA，要是這樣的話，三域系統(tǒng)的生物也該攜有這些結(jié)構(gòu)域。 他們由此得出結(jié)論：病毒源自幾種迥異于我們共同祖先譜系、并與之共存的細(xì)胞。它們有著自己的進(jìn)化樹(shù)，但與我們的進(jìn)化樹(shù)交織。我們應(yīng)當(dāng)把它們視為生物，因?yàn)樗鼈冊(cè)醋陨镒嫦取M(jìn)化論無(wú)法想象生命物種在進(jìn)化過(guò)程中失去活性。 進(jìn)化的關(guān)鍵 法國(guó)病毒學(xué)家迪迪耶·拉烏爾（Didier Raoult）和讓-米歇爾·克拉弗里（Jean-Michel Claverie）在2003年發(fā)現(xiàn)“巨型病毒”后也提出了這種觀點(diǎn)。 “我們也發(fā)現(xiàn)了病毒獨(dú)有的基因。” 讓-米歇爾·克拉弗里興奮地說(shuō)，“我不知道如何解釋一些病毒共有的基因結(jié)構(gòu)卻不存在于細(xì)胞世界，除非假定它們?cè)醋韵扔贚UCA存在的細(xì)胞祖先?！?/div>  不僅是巨型病毒（此處為擬菌病毒），所有病毒都可能源自細(xì)胞祖先。 這種假設(shè)病毒源自細(xì)胞的理論的支持者仍然只占少數(shù)。但古斯塔沃·凱埃塔諾-安諾萊斯并不放棄：“我們的成果有著堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。進(jìn)化論者太執(zhí)著于基因序列。大部分人還沒(méi)有看到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的上升勢(shì)頭。” 法國(guó)巴斯德研究所的進(jìn)化專(zhuān)家帕特里克·福爾戴爾（Patrick Forterre）認(rèn)為，“要想獲得正確描述病毒史的進(jìn)化樹(shù)，還有許多工作要做”。不過(guò)他也為這場(chǎng)論戰(zhàn)感到高興：“這有助于使病毒重新回到進(jìn)化論者的視野之中，過(guò)去它們一直是重要的缺席者?！?/div> 論戰(zhàn)正在進(jìn)行：說(shuō)不定病毒真是原始湯的另一群幸存者呢？ 撰文 Román Ikonicoff 編譯 周佩瓊  |
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來(lái)自： 石0610 > 《醫(yī)療保健》
