颠覆性发现：病毒可以拆分基因侵入不同细胞再重组

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病毒是包装在蛋白质外壳中的基因组。存在的唯一意义是侵入细胞，占据蛋白质工厂进行自我复制，然后扩散到其他细胞。因此，不言而喻，病毒的完整基因组必须侵入受感染的细胞。然而，最近发表在eLife上的最新研究推翻了这一传统认知。

一些植物病毒不仅可以将基因分成几个片段并侵入不同的细胞，比如拆除乐高积木，但法国研究人员发现，来自不同病毒个体的断裂基因可以像拼图游戏一样重组在一起，形成一个完整的基因组——自我组装和复制。

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的病毒学家克里斯托弗·布鲁克解释说，换句话说，通过将病毒所有必需的基因产物注入宿主细胞，可以在细胞中制造出一种新病毒，而不会被真正的病毒侵入。

这一惊人的发现也让科学家对病毒在何种情况下进化出这种能力非常好奇。事实上，尽管模块化听起来非常先进，但它的缺点也非常明显——因为基因组的一些部分很容易丢失，太多的组成模块不能稳定性状，它们不能被遗传。

例如，蚕豆坏死和萎蔫病毒(FBNSV)有多达8个片段，每个片段携带在不同的颗粒中。理论上，它不能进化。

一些研究人员推测，病毒的模块可以独立进化，因为特定基因的突变概率可能取决于拷贝数。美国坦帕大学的病毒学家埃里克·弗伦德推测，如果植物宿主的防御系统针对表达某些病毒蛋白的细胞，那么将调节蛋白的基因分布到不同的模块中可能会改善隐蔽性。Freundt认为，另一种可能性是，通过将其基因组分布在许多植物细胞中，病毒可以避免同时消耗单个细胞的活力。

荷兰生态研究所的进化病毒学家马克·普·兹瓦特预测，一个全新的理论模型将很快出现，以探索各种洞见，例如根据各种自然选择方法构建病毒的进化路径。在单一宿主植物中，自然选择的力量将使病毒成功地平衡其生产力。然而，当病毒转移到一个新的宿主时，它必须适应新的宿主环境，因此遗传多样性需要得到保护。

本文翻译自quantamagazine，由基于知识共享的翻译者majer出版。