为什么会有病毒的存在,病毒是怎么来的

席卷全球的新冠病毒已经陪伴我们2年多了,这不禁让我很好奇为什么病毒为什么存在,以及它们来自哪里 。

为什么会有病毒的存在,病毒是怎么来的

文章插图
虽然它们时常令人烦恼 , 但根据研究人员的说法,病毒确实令人印象深刻,他们的生活围绕着研究它们 。一小群基因在一个巧妙的外壳中,可以迅速进化以继续击败细胞防御,病毒就像一个不断适应的机器人,被设计成只做一件事 -——不断复制自己 。与我们世界上所有其他形式的生命不同,病毒不会产生自己的能量来维持活动;它不是由细胞组成的,它也不会生长 。它不使用环境中的任何东西,除了其他生物的细胞,这些细胞成为每个复制病毒的宿主 。
我们可能只发现了世界上存在的一小部分病毒 - 它们来自哪里,没有人知道 。“关于病毒是在细胞之前还是之后出现的几种理论都有 , ”罗德岛大学病毒免疫学家Alan Rothman说 。30多年来 , 罗斯曼一直在研究人类病毒性疾病的免疫力和发病机制(即疾病的发展方式) 。这是一个先有鸡还是先有蛋的问题 。虽然病毒确实有一个结构将它们维系在一起,但罗斯曼认为驱动它们行为的遗传成分可能是第一位的 。为什么?“在没有细胞的情况下,结构部分是没有意义的,”他说 。
这些传染因子无处不在 。我们扮演着许多病毒的宿主 。其中许多对我们完全无害 。事实上,我们身体的细菌有自己的病毒,称为噬菌体 。“生命的每个分支都有一种与之相关的病毒,”罗斯曼解释说 。还有一些病毒甚至可以感染其他病毒 。他说,目前已经发现有一个这样的案例 。
病毒确实将大量信息打包到它们的短基因组中 。“这有点像瑞士军刀,尤其是小病毒,”罗斯曼说 。“他们必须使用他们的蛋白质来做任何事情 。因此,它们将有一种蛋白质,该蛋白质将具有至少五种不同的功能,并且我们仍在为它们发现新的功能 。你知道,这是病毒学中更有趣的部分之一 。。
例如,登革热病毒由蚊子传播并引起高烧,皮疹,肌肉和关节疼痛,产生十种不同的蛋白质,可以做任何事情 。(相比之下,我们人类有数以万计的蛋白质,每种蛋白质都有独特的功能 。三种登革热蛋白本身产生病毒颗粒,其他七种蛋白质负责所有其他病毒功能,例如改变它们感染的细胞的结构,复制病毒RNA , 以及关闭宿主细胞的所有反击能力 。因此,每种蛋白质都必须具有两到三种不同的功能 。“他们会把那些没有业务的酶功能放在一起 。这只是一台令人难以置信的机器,“罗斯曼说 。
为什么会有病毒的存在,病毒是怎么来的

文章插图
3D渲染的一组解剖学上正确的噬菌体病毒攻击细菌的插图
但这里有一个关于病毒的事实,它真的令人叹为观止:尽管有些病毒具有恶劣的品质,比如导致疾病和死亡,但我们可以感谢这些看似简单的基因塑造了我们所知道的生命 。病毒确实将进化的点带回家 - 每个物种和病毒本身都不断处于变化状态,对环境中的其他生物和非生物做出反应 。我们的一些进化特征源于逆转录病毒,逆转录病毒是一种病毒,其基因与我们自己的DNA纠缠在一起,并传递给后代 。
“如果你看看人类基因组,就会发现有一个合理的比例实际上是结合逆转录病毒的,”肯塔基大学医学院的丽贝卡·荷兰(Rebecca Dutch)说,她在那里研究像COVID-19这样的人类呼吸道病毒 。虽然我们的身体不一定使用许多这些遗传的病毒序列 , 但几千年来,一些基因从根本上改变了我们的物种 。