何十年もの間、ウイルスの説明は生命と非生命にまたがっており、通常はその境界をナビゲートするのは難しくありません。それらの顕著な特徴、すなわち、サイズが小さく、ゲノムが小さく、複製のための細胞宿主への寄生的依存性は、アニメーションにもかかわらず、他のすべての生物とは一線を画しています。しかし、2003 年に最初の巨大なウイルスが発見されて以来、その話はさらに不可解になりました。そのウイルスは非常に大きかったため、研究者は最初は細菌であると考えていました。
現在、いくつかの巨大ウイルスのファミリーが知られており、それらの巨大ウイルスの中には 1,000 を超える遺伝子を持つものもあります。 1つはなんと2,500です。 (比較すると、いくつかの小さなウイルスは 4 つの遺伝子しか持っていません。) それらの遺伝子の中には、タンパク質の合成である翻訳に関与するものがあります。これは衝撃的な発見でした。フランスのエクス・マルセイユ大学の進化生物学者である Chantal Abergel は、次のように述べています。
この結論は、科学者が先週 Nature Communications で報告したときに強化されました。 彼らは、ブラジルで2つの新しい巨大なアメーバに感染するウイルスを発見し、それをトゥパンウイルスと名付けました（地域の人々の雷の神であるトゥパンにちなんで）。ツパンウイルスは、長い尾を持っているという理由だけでなく、遺伝コードの特異性を決定する20の酵素すべての遺伝子を含む、これまでに見られた翻訳関連遺伝子の最も完全なセットを持っています.欠落している唯一のコンポーネントは、完全長のリボソーム遺伝子です。これらすべての要素が実際に機能するかどうかは、まだテストする必要があります。
ツパンウイルスはユニークなウイルスではありません。たとえば、昨年、研究者はクロスノイウイルスと呼ばれる新しい巨大ウイルスの別のグループの分析を発表しました。これは、同様に広範なタンパク質生成装置をコードすることが判明しました。ドイツのマックス・プランク医学研究所のウイルス学者で、いずれの研究にも関与していないマティアス・フィッシャーは、次のように述べています。
その混合は、巨大なウイルスがいつ、どのように進化したかについて、科学者の間で物議を醸す議論を巻き起こしました。ウイルスの進化はすべて曖昧です。異なるグループのウイルスは、非常に異なる起源を持っている可能性があります。一部は細胞ゲノムからの退化した「逃亡者」である可能性があり、他のものは原始スープから直接降りてきた可能性があります。 「さらに、進化の過程で何度も遺伝子を組み換えたり交換したりしているため、それらがどこから来たのかを知ることはできません」とフィッシャーは言いました。
この多様性の例として、巨大なウイルスは、ウイルスがどのように動作し、進化するかについてより多くを明らかにするのに役立つ可能性があります.しかし、彼ら自身の起源と進化の道筋さえも定かではありません。一方では、巨大なウイルスは、遺伝子の水平伝達や遺伝子複製などのプロセスを通じて、遺伝子を追加することにより、20 億年以上かけて小さなウイルスから進化したと考えています。もう 1 つは、ウイルスは最初から大きく、自律的な生物であった可能性もあるが、不要になった遺伝子を失い、今日見られる株に多様化していると主張している.
分裂の理由は、巨大ウイルスの遺伝子のいくつかが、他の細胞生物 (古細菌、バクテリア、真核生物) に見られるものと関連しているという事実にあります。 .ツパンウイルスゲノムの 30% は後者のカテゴリーに分類され、他のウイルスではその割合はさらに大きくなります。
「ツパンウイルスは、ほとんどの巨大ウイルスと同様に、答えよりも多くの疑問をもたらします」と、ブラジルのミナスジェライス連邦大学の微生物学者であり、Nature Communications の筆頭著者である Jônatas Abrahão は述べています。 勉強。 「その発見は、巨大なウイルスの起源と、その進化がウイルスとその宿主との関係をどのように動かしたかについてのさらなる議論に火をつけます。」
すべての巨大ウイルスがそのグループに固有の翻訳関連遺伝子を共有していることが判明した場合、それはそれらが大きな共通の祖先、つまり時間の経過とともに多様化した古代のウイルスを持っていたことを意味し、巨大ウイルスが始まったという考えを支持する.大きくなり、自分の人生の領域を構成します。
Abergel 氏は、それらが独自のブランチであるべきだとは考えていませんが、「ウイルスは最初からすでに大規模で複雑なシステムだったと思います」と彼女は述べています。彼女の見解では、生命の起源は、さまざまな生存戦略を使用する共進化するプロトセルを目撃した.最終的に、細胞の祖先は、完全に機能する翻訳機構を備えた優勢になった細胞であり、巨大ウイルスの祖先である「進化の敗者」が完全に一掃されるのを避けるために寄生することを余儀なくされました。ツパンウイルスなどは、その共進化プロセスのために、今日のタンパク質生成に関与する非常に多くの遺伝子を持っている、と Abergel は述べた。
しかし、同じ進化の歴史を持つ遺伝子やタンパク質を見つけるのではなく、「私たちは複雑な見方をしています」とフィッシャーは言いました.少数の翻訳コンポーネントが巨大ウイルスに広まっていますが、多くは少数のウイルスにしか存在せず、真核生物に見られる配列と密接に関連しています。これは、ウイルスが小さく始まった可能性があることを意味します。これは、2014 年にメリーランド州国立バイオテクノロジー情報センターの生物学者 Eugene Koonin 氏とフランスのパスツール研究所の微生物学者 Mart Krupovic 氏によって提案されたように、可動性の遺伝要素として考えられました。その後、時間の経過とともに、ウイルスがさまざまな宿主に感染するにつれて、ウイルスは新しい遺伝子を取得し、それらを翻訳レパートリーに組み込みます。
昨年科学プレプリント サイト biorxiv で発表された研究は、この見解を支持しています。ブリティッシュ コロンビア大学の大学院生で論文の筆頭著者である Christoph Deeg 氏は、別の種類の巨大ウイルスを研究している科学者が、「ターンオーバー状態にあると思われる翻訳機構」を発見したと述べています。このウイルスは、異なる翻訳装置を使用する宿主に適応したため、遺伝子の一部を失っているように見えました。さらに、そのゲノムは全体として、実質的な遺伝子の重複と拡大を示していました。 Deeg 氏は、「これらのウイルスがどのように大きくなったかを示しています」と述べ、「これは、翻訳機構が最初の第 4 ドメインの一部ではなく、外部から拾われたという考えを裏付けています」と述べています。
今のところ、ツパンウイルスはパズルのピースを 1 つ増やしただけであり、巨大なウイルス間の関係を改善するのに役立っています。それらの進化についてさらに洞察を得るために、研究者は翻訳関連遺伝子を分析して、それらのどれがアクティブで、何を行い、ウイルスが正常に複製するために不可欠であるかを判断する必要があります。 「非常に驚くべきことは、彼らが実際に実験室でテストを開始できることです」と、カリフォルニア州のエネルギー省共同ゲノム研究所の研究科学者であり、昨年のクロスノイウイルス論文の筆頭著者である Frederik Schulz 氏は述べています。
その間、ウイルスの分類は不明なままです。ツパンウイルスは宿主にほとんど依存していないようであり、あるプレプリントによると、他のウイルスはリボソームタンパク質をコードする. 「細胞生物とウイルスの間のギャップは縮まり始めています」と Deeg は言いました。 「では、ウイルスとは何か、生命とは何かという問題に戻ります。」
