传播病毒:关于病毒的6项新发现
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2020-07-21 18:17
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火星译客
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关于病毒的6项新发现

柯萨奇病毒图

(图片来源:Shutterstock)

病毒于1892年被发现,但即使在2018年,研究人员仍在发掘有关这些传染性入侵者的新秘密。病毒并不是真正的生物,它们没有办法自己繁殖。相反,它们是由遗传物质构成的,通常是DNA或它的化学表亲RNA, RNA被包裹在蛋白质涂层中。由于病毒能够将自己的遗传密码整合到宿主的遗传密码中,因此病毒基因隐藏在许多生物的基因中,包括人类。但是,病毒究竟是如何以及为什么发挥它们的基因把戏的,仍然是一个研究人员在从进化生物学、分子生物学到神经学和慢性疾病研究等广泛领域努力解决的谜。

这是科学家最近了解到的关于病毒的六种新事物。

人类大脑中的一种古老病毒

(图片来源:Shutterstock)

研究人员在1月份的《细胞》(Cell)杂志上发表的两篇论文中指出,包括人类大脑在内的动物大脑神经元中保存着一种古代病毒感染的遗传残留物,这可能是思维过程如何工作的关键。研究人员发现,在四肢动物身上发现的Arc基因是一种古老病毒的遗传密码。此外,他们发现这种基因对神经细胞构建特定类型的遗传物质并将其传递给其他神经细胞的能力至关重要。这个过程解释了神经细胞如何交换重组细胞所需要的信息。

研究人员说,包括有意识思考和“自我”概念在内的大脑功能可能只有在这个过程中才能实现。如果这个过程不能正常工作,突触,或者神经元之间的连接处,可能会出现功能障碍。他们说,还需要进行更多的研究来了解Arc基因是如何成为动物基因组的一部分的,以及在Arc的指令下,到底是什么信息从一个神经元传递到另一个神经元。

病毒从天而降

(图片来源:NASA地球观测站)

一个关于病毒的长期谜题终于在2018年得到了答案:基因相似的病毒之所以能在地球上相距很远的地方被发现,是因为病毒通过气流在大气中传播。在1月份发表在《微生物生态学多学科期刊》上的一篇论文中,研究人员报告说,病毒可以附着在土壤或水的颗粒上,并在大气层的一层被称为自由对流层的高处摇摆,然后最终降落到一个全新的位置。

研究人员还发现,当病毒到达离地球表面约8200到9800英尺的自由对流层时,它们可以比在低海拔地区传播得远得多。事实证明,自由对流层中充满了病毒,由于其中气流的作用,地球表面的一平方米每天可能会出现数亿个病毒。

阿尔茨海默氏病和病毒

(图片来源:Shutterstock)

病毒可能在阿尔茨海默病中发挥作用的理论得到了更多的支持,这一理论发表在6月份的《神经元》杂志上。研究人员观察了来自多个脑库的近1000个死后的大脑,其中包括患有和没有阿尔茨海默病的人的大脑。他们筛选从这些脑组织中提取的基因序列,确定哪些序列是人类的,哪些不是。他们发现,患有老年痴呆症的死者的大脑中两种常见疱疹病毒的含量是非老年痴呆症患者的两倍。

研究人员指出,目前还不清楚这种病毒在阿尔茨海默病的发展过程中可能扮演的角色。这些病毒可能是导致疾病的部分原因,或者它们只是加速了疾病的发展。但研究人员说,也有可能它们与阿尔茨海默症根本没有关系,而是因为其他一些原因在阿尔茨海默症患者体内发现了它们。

巨型病毒发明了自己的基因

(图片来源:IGS-CNRS / AMU版权所有)

巨型病毒的体积是典型病毒的两倍多,它们的基因组非常复杂。今年6月,研究人员报告说,所谓的孤儿基因只存在于被称为pandoravuses的巨型病毒中,实际上源自病毒本身。事实上,研究人员发现,尽管随机突变在自然界中很常见,但这些病毒产生新基因的数量却异常丰富。此外,pandoravuses产生的孤儿基因在不同的病毒之间是不同的,这意味着这些基因不太可能起源于病毒祖先,研究人员说。pandoravirus似乎有规律地产生新的基因和蛋白质的确切原因尚不清楚,但这一发现可能会改变研究人员研究这个病毒家族的方法。未来的研究应该集中在寻找pandoravirus发明新基因的驱动机制,以及识别驱动这些病毒的进化力量。

病毒基因可能在成瘾中起作用

(图片来源:Shutterstock)

一种很久以前的病毒感染可能在今天的人类药物成瘾中起作用。研究人员在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)今年9月发表的报告中称,一种名为HK2的病毒的基因痕迹在吸毒者中比在没有吸毒者中更常见。研究人员说,仅在5%到10%的人体内发现了HK2病毒的残留物,这表明一种相对较近的病毒感染是罪魁祸首,可能发生在25万年前。在今天的人类中,病毒遗留下来的遗传信息可能会影响神经递质多巴胺的释放,多巴胺对大脑如何对快乐做出反应非常重要。他们说,还需要更多的研究来确定HK2的痕迹是如何影响人们的上瘾行为的。

觉醒吧,疱疹病毒!

单纯疱疹病毒

(图片来源:CDC)

单纯疱疹病毒感染很常见,世界上超过80%的人感染了单纯疱疹病毒(HSV)。病毒通常在体内处于休眠状态,这对感染者有益,因为病毒在休眠状态下不会出现症状。然而,当病毒处于休眠状态时,免疫系统也很难发现并消灭它。

2017年10月,研究人员在《公共科学图书馆·病原体》(PLOS Pathogens)杂志上报告称,他们已经找到了诱导病毒进入休眠模式的方法,还发现了唤醒它的关键蛋白质。研究人员说,这一发现可能对治疗或预防疱疹感染有意义。结果可能指向方法目标特定的病毒蛋白质以防止病毒醒来,从而防止症状,病毒的传播给别人,或可能导致办法病毒免疫系统保持“清醒”,这样可以消除它,研究人员说。

有关《生命科学》的原始文章。

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