Chantal Abergel과 Jean-Michel Claverie는 이상한 바이러스를 찾는 데 사용되었습니다. Aix-Marseille University의 결혼 한 바이러스 학자들은 경력을 쌓았습니다. 그러나 2013 년에 30,000 년 이상 얼어 붙은 시베리아 흙 샘플에서 발견 한 피티비루스는 바이러스가 상상했던 것보다 더 기괴했습니다.
.미생물의 세계에서는 바이러스가 작습니다. 피토 바이러스는 아닙니다. 가장 큰 바이러스가 발견 된 Pithovirus는 일부 박테리아보다 더 방대합니다. 대부분의 바이러스는 호스트의 분자 기계를 납치하여 스스로를 복사합니다. 그러나 Pithovirus는 훨씬 더 독립적이며 자체 복제 기계를 보유하고 있습니다. Pithovirus의 상대적으로 많은 유전자는 다른 바이러스와 구별되었는데, 이는 종종 유 전적으로 단순합니다. 가장 작은 유전자는 단지 단순합니다. Pithovirus에는 약 500 개의 유전자가 있으며 일부는 단백질을 만들고 DNA를 복구하고 복제하는 것과 같은 복잡한 작업에 사용됩니다. Abergel은“바이러스에 대해 우리가 가르친 것과는 너무 달랐습니다.
3 월에 처음 공개 된 멋진 발견은 바이러스가 무엇인지에 대한 과학자들의 개념을 확장하는 것이 아닙니다. 그것은 생명의 기원에 대한 논쟁을 재구성하고 있습니다.
과학자들은 전통적으로 바이러스가 세포의 출현 후에 떠오르는 진화 단계의 상대적인 후발 자라고 생각했다. 하버드 대학교의 생화학 자이자 노벨상 수상자 인 Jack Szostak은“그들은 복제를 돕기 위해 세포 기계에 의존하여 기계를 활용하기 위해 일종의 원시 셀이 필요합니다. 다시 말해, 바이러스는 세포를 벗어나 세포가 없으면 바이러스가 존재할 수 없습니다.
그러나 일부 과학자들은 거대한 바이러스의 발견이 그 삶의 관점을 머리에 바꿀 수 있다고 말합니다. 그들은 현대 바이러스의 조상들이 진화론 적 선안이되는 것과는 거리가 멀지 않고 세포 수명의 발달을위한 원료를 제공했을 수도 있고 지구의 모든 구석 구석을 채우는 다양한 유기체로의 다양 화를 이끌어 냈다고 제안한다.
.국립 보건원 (National Institutes of Health)의 계산 생물 학자 인 유진 쿠 닌 (Eugene Koonin)은“이러한 거대한 바이러스는 단순한 바이러스와 같은 요소의 세계가 훨씬 더 복잡한 것으로 진화 할 수있는 완벽한 예입니다. Koonin은 6 월에 미생물학 및 분자 생물학 검토 저널에 발표 된 논문에서 바이러스 성 생명체에 대한 그의 이론을 설명했다. 그와 다른 사람들은 바이러스와 같은 요소가 생명의 출현에서 가장 중요한 단계 중 몇 가지를 촉발 시켰다는 증거를 축적하고 있습니다. DNA의 진화, 첫 번째 세포의 형성, 생명은 고아, 박테리아 및 진핵 생물의 세 가지 도메인으로 나뉩니다. 고고와 박테리아는 모두 단세포 유기체이며, 고대의 퓨전 사건 이후에 진핵 생물이 나타났습니다.
바이러스의 기원에 대한 우세한 이론은 자체적으로 복제 할 수있는 능력을 잃어버린 퇴화 세포의 유형이나 세포 제한을 피한 유전자에서 나왔다고 제안한다.
2003 년에 처음 묘사 된 거대한 바이러스는 일부 과학자들에게 그 사고 방식을 바꾸기 시작했습니다. 이 새로운 실체는 완전히 새로운 종류의 바이러스를 나타 냈습니다. 실제로, 영국의 냉각탑에 사는 아메바에서 분리 된 첫 번째 표본은 너무 이상해서 과학자들이 자신이 가진 것을 이해하는 데 몇 년이 걸렸습니다. 그들은 먼저 비정질 멍청이가 박테리아라고 가정했습니다. 그것은 다른 박테리아와 거의 같은 크기였으며 일부 박테리아에만 부착되는 화학 물질로 염색 할 때 화려한 인디고를 돌 렸습니다. 그러나 영국 미생물학 자 팀조차도 실험실에서 유기체를 키울 수 없었습니다. 실험실에서 자라기가 불가능하지는 않지만 많은 유형의 박테리아가 어렵 기 때문에 과학자들은 많은 것을 생각하지 않고 샘플을 냉동실에 넣었습니다.
거의 10 년 후, 영국의 호기심 많은 대학원생은 유기체 샘플을 프랑스의 미생물 학자 인 Didier Raoult에게 가져갔습니다. 그는 이번에는 강력한 전자 현미경으로 만 보았다. 운 좋게도 Abergel과 Claverie는 다른 프로젝트에서 그와 협력하고있었습니다. 그들은 즉시 유기체의 바이러스 모양을 인식했습니다. 20면 다이를 상상해보십시오. 각각의 얼굴이 삼각형을 상상해보십시오. 비록 표본이 바이러스보다 여러 배나 더 컸음에도 불구하고
.Abergel과 Claverie가 바이러스의 게놈을 보았을 때, 그들은 거의 1,000 개의 유전자 (일부 박테리아만큼 많은 유전자가 포함되어 있음을 발견했습니다. 과학자들은 미생물 바이러스를 흉내 내기 위해 그것을 Mimivirus라고 불렀습니다. 왜냐하면 아메바는 전형적인 박테리아 식사로 착각하는 것처럼 보이기 때문입니다.
Abergel과 Claverie는 자연 세계에서 거대한 바이러스가 풍부하다고 의심했지만 크기 때문에 감지되지 않았습니다. 그들은 방문한 거의 모든 로케일에서 아메바 가득한 물 샘플을 가져갔습니다. 호주 멜버른에있는 하천과 칠레 해안에서 출발 한 두 가지 샘플에서 그들은 Amoebae에서 자라는 훨씬 더 큰 바이러스를 발견했으며, 그들은 Pandoravirus라고 불렀으며 작년과 Science 저널의 연구에서 설명했습니다. Abergel은“우리는이 바이러스가 너무 이상했기 때문에 모든 실험을 10 번 반복했습니다. "우리는 실수를 계속했다고 생각했습니다."
Pandoravirus는 약 2,500 명이 엄청나게 많은 유전자를 사용하여 완전히 새로운 종류의 바이러스 성 생활을 예고하는 것처럼 보였습니다. Abergel은“유전자의 90 % 이상이 지구상에서 발견 된 다른 것과 비슷하지 않았습니다. "우리는 판도라의 상자를 열고 있었고 내부에 무엇이 있는지 전혀 몰랐습니다."
.그런 다음 몇 달 전, 그들은 판도 바이러스의 크기가 드워프하는 피스토 바이러스를 발견하고 유전자가 이상한 유전자를 가지고 있습니다. 이 기괴한 유전자는 즉시 과학자들이 거대한 바이러스의 기원을 추측하도록 이끌었습니다. Pithoviruses 유전자는 다른 과학자들이 보았던 것과는 너무 달랐기 때문에, 거대한 바이러스의 조상들이 인생의 역사 초기에 진화했을 가능성이있는 것처럼 보였다. 그러나이 아이디어는 바이러스가 훨씬 나중에까지 진화하지 않았다는 일반적으로 받아 들여지는 견해와 상충되었습니다. 거대한 바이러스는 바이러스가 어떻게 진화했는지 연구 할 수있는 완벽한 기회를 제공합니다. 바이러스는 다른 바이러스와 먼 관련이 있고 바이러스 진화에 대한 보이지 않는 관점을 제공하기 때문입니다. 그러나 세포 수명의 발달 전후에 바이러스가 정확히 나타 났습니까?
Koonin은“전”캠프에 확고하게 있습니다. 바이러스 세계라고 불리는 그의 이론에 따르면, 현대 바이러스의 조상은 모든 생명이 여전히 유전자 정보, 아미노산 및 지질의 떠 다니는 스튜 일 때 나타났습니다. 가장 초기의 유전자 물질은 상대적으로 적은 유전자를 가진 짧은 RNA 조각 일 가능성이 높으며, 종종 다른 부유 유전 물질을 기생하여 자신의 사본을 만들기 위해 종종 기생충을 기아했습니다. 이 알몸의 유전자 정보는 원시 유전자 벼룩 시장에서 유전자를 교환하여 다른 요소들로부터 손을 내리고 더 이상 필요하지 않은 유전자를 버리는 유전자를 교환했습니다.
Koonin은 시간이 지남에 따라 기생 유전 적 요소는 자체적으로 복제 할 수 없으며 세포 숙주를 쫓아내는 현대 바이러스로 진화했다고 주장했다. 그들이 기생 한 유전자는 다른 유형의 유전자 정보와 다른 장벽을 진화시키기 시작했으며, 유전자 프리 로더로부터 자신을 보호하기 위해 궁극적으로 세포로 진화했습니다.
바이러스 세계 이론은 RNA 세계 이론과 밀접한 관련이 있으며, 생명은 처음으로 복잡한 DNA 운반 유기체로 천천히 발전한 작은 RNA 조각으로 진화했다고 말합니다. 바이러스 세계 이론은 삶의 유전자 물질이 RNA로 시작되었음을 동의합니다. 그러나 바이러스의 조상들이 세포 앞에 진화했다고 주장하는 것은 다릅니다.
지지자들은 몇 줄의 증거를 가리 킵니다. 첫째, 바이러스의 다양성은 세포 수명에서 발견 된 바이러스의 다양성을 훨씬 능가합니다. Koonin과 공동 작업하는 Oregon State University의 바이러스 학자이자 식물 세포 생물 학자 인 Valerian Dolja는“다양성이있는 곳에는 기원이 있습니다. 이러한 관점에 따르면, 세포에서 발달 한 바이러스가 바이러스가 바이러스에 이용할 수있는 전체 범위의 유전자를 포함하기 때문에 덜 다양해야합니다. 그것은 진화론 생물학에서 되풀이되는 주제입니다. 우리가 아프리카에서 유래 한 인간을 알고있는 이유 중 하나는 그 대륙의 거주자들 사이의 유전 적 다양성이 다른 곳보다 훨씬 크기 때문입니다. Dolja는 이러한 다양성 패턴이 인간에게 사실이라면 바이러스에도 사실이 될 수없는 이유는 없다고 말했다.
바이러스는 생식과 관련하여 더 다양합니다. Paris-Sud University의 바이러스 학자 인 Patrick Forterre는“셀은 DNA를 복제하는 두 가지 주요 방법 만 가지고 있습니다. "하나는 박테리아에서, 다른 하나는 Archaea와 진핵 생물에서 발견됩니다." 반면에 바이러스는 자신의 처분에 더 많은 방법을 가지고 있다고 그는 말했다.
Forterre는 바이러스가 원시 세포 이후 현대 세포 이전에 진화했다고 제안합니다. 생명의 세 가지 다른 도메인을 감염시키는 바이러스 중 일부는 동일한 단백질의 몇 가지를 공유하여 생명 이이 세 가지 가지로 분기되기 전에 진화했을 수 있음을 시사합니다. Forterre는 바이러스 유전자의 삽입의 결과 인 DNA의 스 니펫을 제외하고는 세포 수명에서 이러한 단백질을 아직 확인하지 못했습니다. Forterre는“바이러스는 지구상의 모든 생명체의 마지막 보편적 공동 조상 이전에 존재해야했습니다.
그들의 특이한 유전자에도 불구하고, 거대한 바이러스는 천연두를 포함하는 핵 세포질 큰 DNA 바이러스로 알려진 더 큰 바이러스 패밀리로 분류되었습니다. 거대한 바이러스는 천연두보다 훨씬 더 복잡하므로 과학자들은 처음에는 더 전통적인 바이러스 사촌보다 늦게 진화했다고 생각했습니다. 그러나보다 최근의 연구는 이러한 바이러스가 삶의 역사 초기에 매우 진화했음을 나타냅니다. Urbana-Champaign 일리노이 대학교의 생물 정보학 전문가 인 Gustavo Caetano-Anolles는 BMC Evolutionary Biology 저널에서 2012 년 연구에서 여러 거대한 바이러스에서 발견 된 단백질의 진화 역사를 추적했습니다. 그의 작품은이 바이러스가“마지막 보편적 공통 조상과 프레디거나 공존 한 삶의 형태를 나타냅니다. 거대한 바이러스가 Caetano-Anolles의 계산만큼 오래된 경우, 그 의미는 엄청납니다. 그것은 거대한 바이러스 나 조상 중 하나가 다른 유형의 삶 전에 존재했으며 우리가 알고있는 삶을 형성하는 데 중요한 역할을했을 수 있음을 의미합니다. 이것은 바이러스 가이 행성의 지배적 인 진화력 중 하나이며 각 유기체는 깊고 바이러스 성과를 가지고 있음을 의미 할 수 있습니다.
.Szostak은 Koonin과 다른 사람들에게 바이러스가 강력한 진화력이었고 과학자들이 이전에 생각했던 것보다 일찍 진화했다고 동의합니다. 그러나 그는 기생 유전 적 요소 (다른 유전자 물질을 사용하여 스스로 사본을 만드는 작은 유전 물질의 작은 조각)를 구별합니다. 그는 세포가 발달하기 전에 존재했을 가능성이 있으며, 세포 없이는 존재할 수없는 진정한 바이러스가있을 수 있습니다.
.Szostak은“작은 RNA 분자를 함께 혼합 할 때마다 다른 어떤 것보다 더 빨리 사본을 만드는 것 외에는 아무것도 좋지 않은 기생 시퀀스를 얻을 수 있습니다. 이러한 서열이 현대 바이러스와 유사 해지려면 또 다른 RNA가 아니라 살아있는 세포를 기생해야합니다.
Dolja는 세포가 바이러스없이 진화 할 수 없다고 말하면서 동의하지 않습니다. Dolja는“RNA에서 DNA로 이동하려면 역전사 효소라는 효소가 필요합니다. “이것은 세포가 아닌 HIV와 같은 바이러스에서만 발견됩니다. 그렇다면 어떻게 세포가 바이러스의 도움없이 DNA를 사용할 수 있습니까?”
그러나 Abergel과 Claverie는 바이러스가 세포에서 나타 났다고 생각합니다. Forterre와 Collaborators는 거대한 바이러스에서 발견 된 독특한 유전자가 현대 세포 전에 진화한다는 신호라고 주장하지만 Abergel과 Claverie는 다른 설명을 가지고 있습니다. 거대한 바이러스는 현재 멸종 된 세포 라인에서 진화했을 수 있습니다. 이 이론에 따르면, 거대한 바이러스의 조상은 독립적 인 생명 형태로 복제하는 능력을 상실했으며 다른 세포에 의존하여 DNA를 복사해야했습니다. 이 고대 세포의 유전자 조각은 현대의 미미 바이러스, 판도 바이러스 및 피비 토 바이러스에서 살아남으며,이 그룹에서 발견 된 독특한 유전자를 설명합니다. Claverie는“인생에는 하나의 조상이 없었습니다. "경쟁하고있는 세포와 같은 유기체가 많이 있었고, 오늘날 우리가 알고있는 생명의 기초를 형성하는 한 승자가 하나있었습니다."
.바이러스가 언제, 어떻게 진화했는지에 대한 논쟁은 거의 없을 것입니다. 그것은 시간이 지남에 따라 역사가 사라진 질문에 대답하려고 노력하는 특성입니다. 그러나 Abergel과 Claverie는 거대한 바이러스가 나타나는 모든 답변의 핵심이 될 것이라고 계속 믿고 있습니다. 쌍은 더 크고 낯선 반복을 사냥하며, 거대한 바이러스의 진화뿐만 아니라 모든 바이러스의 진화를 드러내기를 희망합니다. Claverie는“우리가 보는 곳마다 거대한 바이러스를 찾습니다. "우리는 훌륭하거나 이러한 것들이 어디에나 있습니다."
2014 년 7 월 11 일에 수정 : 이 기사의 이전 버전은 특징적인 바이러스 모양을 20면 다이로 잘못 설명했으며 각면은 각각의 얼굴이 16 각형을 나타냅니다. 다이의 각면은 삼각형이며 모양은 두 차원의 육각형처럼 보입니다.
