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[顧銓] 巨病毒的宿主範圍與基因功能

Sun et al., 2020 Viruses

圖:巨病毒與真核生物的譜系樹及其感染關係。

過去生物學者認為病毒是能通過細菌濾器的小型寄生性顆粒,但真核生物巨病毒的發現挑戰了此一傳統觀念。二十年前研究人員首次發現四群感染脊椎動物、節肢動物、小球藻與多細胞褐藻的雙股DNA病毒(痘病毒科、虹彩病毒科、非洲豬瘟病毒科與藻類DNA病毒科)應有共同的起源,將它們統稱為核胞質大型DNA病毒,並在去年由國際病毒分類委員會正式命名為多變DNA病毒域中的核胞病毒門。近年來不論是微生物學和基因體技術的進步,還是大量的環境採樣、分離培養與功能性實驗,都大幅增進對巨病毒的認識,包含新成立的巨病毒科和新發現的真核宿主與病毒基因功能。目前已知的巨病毒宿主涵蓋真核生物的各主要支系,除了許多單細胞藻類,也包含變形蟲與海洋異營性鞭毛蟲。各科中尤以基因體大小變異最高的藻類DNA病毒科與擬菌病毒科的宿主多樣性最廣,且不再只限於最初所知的藻類或變形蟲。巨病毒的基因體與小型細菌基因體大小相當,且帶有許多一般病毒沒有的基因,可參與轉錄與轉譯、醣類與脂質生合成、能量代謝、營養鹽與金屬離子的膜運輸和感應環境刺激等細胞功能。巨病毒的基因庫決定其與宿主的交互作用,並同時反映與宿主的共演化關係,而宿主轉換的發生則可能意味著廣宿主病毒的存在。至於在古老的過去,巨病毒起源後基因體如何演化,並進而感染各個真核生物支系,則是更加複雜有待釐清的議題。

Tsu-Wang Sun, Chia-Ling Yang, Tzu-Tong Kao, Tzu-Haw Wang, Ming-Wei Lai, Chuan Ku (2020): Host range and coding potential of eukaryotic giant viruses. Viruses 12(11): 1337.