3萬年前的遠古巨型病毒被「復活」 科學家首次發現其釋放機制

2020-12-06 騰訊網

近年來，從西伯利亞解凍的永久凍土到南極冰層下深層的未知之處，科學家們在世界上最神秘的幾個地方都發現了遠古遺留下來的巨型病毒，這常常使人聯想到一些科幻災難電影的情節。

在一項新研究中，密西根州立大學科學家團隊揭示了這些神秘而迷人的巨型微生物感染細胞的關鍵方面。藉助於尖端的成像技術，本研究開發了一個研究巨型病毒的可靠模型，並首次識別了幾種關鍵蛋白。

巨型病毒的大小超過300納米，可以存活幾千年。相比之下，造成普通感冒的鼻病毒大約有30納米。

MSU生物化學和分子生物學副教授、首席研究員Kristin Parent說：「巨型病毒體積巨大且非常複雜。最近在西伯利亞發現的巨型病毒，在凍土中保存了30000年後，依然保持了感染能力。」

這些病毒存在堅固的外殼(或衣殼)，能夠抵禦惡劣環境，保護裡面的病毒基因組。而本次研究中的有擬病毒、南極洲病毒、桑巴病毒和新發現的tupan病毒，形狀大多是二十面體或者類二十面體。

這些物種具有其獨特的病毒基因組釋放機制。海星形狀的封蓋位於外殼的一個頂點上。這個獨特的頂點被稱為「星門」。在感染時，「星門」打開，釋放出病毒基因組。

由於巨型病毒的體積很大，很難對其進行成像，研究生Jason Schrad開發了一種模擬感染階段的新方法，利用該大學新的低溫電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡，讓不同物種接受一系列苛刻的化學和環境處理，旨在模擬病毒在感染過程中可能遇到的條件。

在低溫電子顯微鏡的幫助下，他們在原子水平上觀測了病毒和蛋白質結構，並在運動中將其捕獲。

「這一新模型現在使科學家能夠可靠地、高頻率地模擬各個階段，為未來的研究打開了大門，並大大簡化了針對病毒的任何研究，」Parent說。

結果表明：低pH、高溫和高鹽是成功誘導星門開啟的3種環境條件。更甚者，每種情況都會導致不同的感染情況。

由於能夠持續地重現感染的各個階段，研究人員研究了病毒在第一階段釋放的蛋白質。蛋白質起著工作者的作用，協調病毒感染和劫持細胞繁殖能力以複製自身所需的許多生物學過程。

Parent說：「這項研究的結果有助於將假定的作用分配給許多具有先前未知功能的蛋白質，也顯現出了這一新模型的作用。我們確定了在感染初期釋放的關鍵蛋白質，這些蛋白質有助於介導感染過程並完成病毒的接收。」

對於未來的研究方向，Parent表示，他們將集中精力於搞清楚「這些蛋白的確切功能以及它們是如何導致巨型病毒感染的」。他們目前識別出的許多蛋白質都與病毒感染初期釋放的蛋白質相匹配，這極大地支持了實驗之前的假設。

許多不同類型的巨型病毒在體外的反應相似，這使得研究人員相信它們都有共同的特徵，可能有相似的蛋白質。

與冠狀病毒不同，巨型病毒是否能夠感染人類，尚是有待病毒學家們討論的話題。

編譯/前瞻經濟學人APP資訊組

參考資料：

[1]https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-05/msu-nss050820.php

相關焦點

  • 遠古巨型病毒復活 電鏡成像解密感染機制
    將人體冷凍保存使其在未來的先進醫療科技下甦醒是科幻作品的一個常見設定。現實中也有很多人選擇在死前將自己冷凍，等待未來的復活。雖然以目前的科技人類還無法做到從冷凍中復甦，但是對於某些遠古微生物，即使經過幾萬年的時光，也同樣可以重新恢復生命力。
  • 巨型病毒會打開「潘多拉的盒子」嗎？
    3萬年前的巨型病毒「復活」2012年，俄羅斯和美國的科學家在西伯利亞東北部科雷馬河沿岸，發現了70多個古松鼠洞，洞中保存有多種遠古植物的種子。這些洞和遠古哺乳動物（如猛獁、毛犀牛等）的骨骸，處於同一時期的永凍層。科學家推斷，這些種子來自3萬年前。
  • 科學家發現3萬年前的病毒,或能解開尼安德特人滅絕的秘密!
    科學家發現3萬年前的病毒，復活後，或能解開尼安德特人滅絕的秘密！考古是我們這個直接了解地球文明發展的方式之一，通過考古發現在人類進化的過程當中，除了我們熟知的中晚期的智人之外，還有尼安德特人。後來通過研究我們發現尼安德特人應該是現代歐洲人的近親，通過它們的化石骨骼發現的地點，也可以看得出曾經的尼安德特人是生活在現在的歐洲地區。在12萬年前，尼安德特人統治了整個歐洲大陸，他們在歐洲大陸上生活了7萬年的時間，一直到5萬年前，一個新人種的闖入，讓他們統治歐洲大陸的局面發生了變化，他們就是智人。
  • 北極遠古病毒重新「激活」!科學家發出嚴正警告!
    除了颱風、海嘯和山火等極端天氣頻發，地球生態系統遭到破壞，水資源短缺和糧食危機外，氣候變暖還導致北極冰川和凍土消融，使遠古病原體復活。科學家警告說，這些病毒已經休眠了數千年至數萬年，它們的「甦醒」有可能對人類造成致命威脅。今年初，科學家分析了採集自西藏古裡雅冰蓋的兩個冰芯樣本，從中發現了多種前所未見的古代病毒，最早可以追溯至1.5萬年前。
  • 3萬年前的史前病毒釋放出來，永凍土融化會帶來什麼危險？
    但是，全球變暖致使永凍土融化，隱藏在永凍土中的一些危險物質就會被釋放出來。那麼，永凍土融化會釋放出哪些物質呢？史前病毒在2014年，科學家在西伯利亞永凍土的冰芯中發現了一種巨型病毒，稱為闊口罐病毒。闊口罐病毒是目前為止，全球已經發現的最大病毒。
  • 科學家復活了三年的植物種子,並發現了遠古病毒,會帶來什麼影響
    禍不單行的是，近來科學家又發現北極圈的氣溫再一次創下了歷史新高，而這不僅會引發溫室效應，最可怕的是可能會使永凍土融化。而永凍土的融化將會給地球帶來更大的災難。所謂永凍土是指一種在超低溫的環境中形成的土層，它包括土壤、巖石、冰塊和沉積物。
  • 巨型病毒是如何釋放DNA物質感染細胞的?
    病毒無論大小，都缺乏複製其DNA所需的機制，病毒微生物本質上就是一卷卷遺傳物質塞入一個密封衣殼中，為了生存下來，病毒必須潛入宿主細胞，破壞其內部機制，並建立一個病毒工廠生產新的病毒。巨型病毒有一個特殊的感染通道——星門。星門的外型像長有5條腿的伸展海星，它位於病毒表面，在其生命周期大部分時間都處於封閉狀態。
  • 北極發現5.7萬年前屍體,科學家擔心還有更危險東西,人類要警惕
    在北極圈的永凍土中，人們發現了一具被冰封的幼狼屍體。雖然是只年幼的灰狼，只有6到8周大，但它其實在時間上非常古老。科學家通過分析發現，這隻幼狼被困在永凍土中長達5.7萬年的時間。科學家推測，當時，這隻遠古狼崽所在的洞穴發生了坍塌，它就這樣被困在永凍土之中。時間一晃就是將近6萬年，在人類的幹預下，這隻遠古幼狼終於重見天日。
  • 國際科技一周要聞:史前巨型病毒3萬年後「復活」
    外媒精選導致重症登革熱的病毒蛋白被發現據美國《科學轉化醫學》雜誌9日發表的研究，登革熱病毒感染細胞時會釋放出10種蛋白質，其中的NS1蛋白就是重症登革熱患者出血、休克乃至死亡的罪魁禍首。未來科學界有望在此基礎上研發出登革熱藥物和疫苗。
  • 盤點地球上最有可能被科學家復活的10大遠古滅絕「猛獸」
    但隨著科技的發展，重新復活古生物變成可能，其中就有10種遠古生物極有可能重現，這10種遠古生物中，大部分都是曾經地球上食物鏈頂端的動物。劍齒虎，一種長著巨大獠牙的神話般的動物，早在10000年前就滅絕。科學家在拉布瑞亞焦油坑裡獲得了劍齒虎的DNA，但無奈並不完整。雕齒獸在11000年前從地球上消失，它們像極了甲殼蟲汽車一樣大的巨型犰狳。
  • 科學家復活最古老的微生物,餵食物讓其生長、繁殖!
    在大部分人看來，復活已滅絕的物種絕對是一個無法想像的壯舉。而事實上，科學界裡也有很多熱衷於復活遠古生物的科學家，他們藉助人工智慧 (AI)或其他先進技術或機器，進行各種復活生物的實驗。據發表在《自然通訊》科學期刊的一篇研究報告稱，日本科學家成功復活了自1億年前的恐龍時代以來沉睡在海底的微生物，並讓其生長、繁殖。
  • 科學家復活最古老的微生物，餵食物讓其生長、繁殖
    在大部分人看來，復活已滅絕的物種絕對是一個無法想像的壯舉。而事實上，科學界裡也有很多熱衷於復活遠古生物的科學家，他們藉助人工智慧 (AI)或其他先進技術或機器，進行各種復活生物的實驗。據發表在《自然通訊》科學期刊的一篇研究報告稱，日本科學家成功復活了自1億年前的恐龍時代以來沉睡在海底的微生物，並讓其生長、繁殖。
  • 凍土融化帶來恐慌,氣候變化會放出「毀滅性」的遠古病毒
    科學家們一度有個設想，將現在無法治癒的病人，通過速凍進行休眠，幾百年後等到技術條件允許，再將其進行解凍治療。從理論上來說，這是可行的。科學家曾經用過動物進行試驗，在速凍後及時解凍，可以讓動物再次「復活」。雖然冷凍人類還有很多沒能解決的問題，但是只要通過冷凍能讓「時間靜止」，解凍後的事，就讓那時候的科學家去考慮吧，說不定到時候就都不是問題。
  • 十大遠古滅絕動物離奇復活!
    如果讓這些遠古滅絕動物再次復活，和我們一起在地球上生活，真不知道到時候會是怎樣的光景？下面我們就來看看，那些再次被發現蹤跡的遠古滅絕動物。動物學家原以為腔棘魚已經全面滅絕，但後來竟發現了活生生的個體，而且還是兩種：Latimeria chalumnae和Latimeria menadoensis。現存的腔棘魚屬於矛尾魚屬，是肺魚和四肢哺乳動物的近親。科學家一度認為腔棘魚所屬種類已經在大約6500萬年前的白堊紀滅絕。
  • 凍土融化帶來恐慌,氣候變化可能會放出「毀滅性」的遠古病毒,人類...
    2005年，NASA的科學家成功的將3.2萬年前的肉芽孢桿菌復活，此前它們一直被冰封在阿拉斯加州一個冰凍池塘中。而當冰封解凍，這些細菌又開始遊來遊去，似乎3.2萬年的冰封並沒有對其造成影響。 2007年，科學家成功地復活了保存了800萬年的細菌，它們休眠於南極一處冰川下面的冰層中。
  • 全球最狠的神秘病毒!3萬年前誕生,至今仍能傳染人類!
    科學家曾發現一種帶有黑寡婦毒蛛毒素的病毒。HHV-6A感染導致雌二醇釋放，刺激排卵並使子宮增厚。 那這種病毒到底是哪裡來的，又是怎麼傳染的呢？這種皰疹病毒變體30多年前就被發現了，但相關的研究一直沒有多大進展，至今仍然是個迷。 8.倖存者病毒 科學家近期破解了抗沸酸病毒的秘密。
  • 氣候變暖,凍土與冰川融化,科學家擔憂遠古病毒來襲,嚴重嗎?
    為什麼科學家擔憂氣候變暖會導致遠古未知病毒爆發？ 病毒是一種非細胞型的生命形態，病毒結構簡單，只含有一種遺傳物質，它需要寄生在活細胞中，才可以進行大量複製。在地球上病毒無論是數量還是種類都是最多的，但根據人類現有的了解來看，能夠感染人體的病毒，其實數量並不多。
  • 遠古病毒被封印在15000年前的冰川中,科學家:全球變暖將其釋放
    原標題：遠古病毒被封印在15000年前的冰川中，科學家：全球變暖將其釋放 本月早些時候，一支來自美國和中國的科學家團隊聯合發表了一項新的研究，他們在論文中詳細描述了他們在2015年在西藏高原上採集到了地球上最古老的冰川樣本。
  • 英媒公布最可能復活的十種遠古滅絕動物(圖)
    北京時間1月9日消息，據英國《新科學家》報導，科學家目前已經在對猛獁象以外的幾個滅絕物種的基因組進行排序，但將它們變成活的生物絕非易事。雕齒獸、穴居人、劍齒虎、猛獁象、巨型地懶等是科學家們心目中最想「復活」的遠古滅絕生物。而這些生物中，猛獁象復活的可能性最大。
  • 氣溫升高永凍土融化,遠古病毒或將復活?
    而這樣的事情確實是發生了，前不久在西伯利亞的永凍土裡，有科學家發現了一具疑似早在4萬多年就已死去的鳥的屍體，不過發生這樣的事情，一些人的第一感覺不是驚喜，而是擔憂。之所以說永凍土的解封是一件令人擔憂的事是因為科學家在發現動物屍體之外，還發現了遠古病毒。病毒，這是一個多麼可怕的名詞，雖說病毒沒有寄主的話不會存在活性，也不會在冰天雪地的地方存活那麼長的時間，然而可怕的事情就是發生了。法國的科學家發現了一種在永凍土內存活了長達3萬多年時間的遠古病毒——西伯利亞闊口罐病毒。