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海洋病毒首見 具製造核糖體蛋白能力!顛覆傳統認知

2025/01/01 12:16

病毒研究大躍進,科學家發現病毒掌握核糖體蛋白編碼能力;示意圖。(圖取自Unspalsh)

病毒研究大躍進,科學家發現病毒掌握核糖體蛋白編碼能力;示意圖。(圖取自Unspalsh)

〔編譯陳成良/綜合報導〕據《每日科技網》(scitechdaily)報導,夏威夷大學馬諾阿分校(University of Hawai'i at Mānoa)研究團隊最新發現,一種名為FloV-SA2的海洋病毒具有製造核糖體蛋白的能力,這是首次在真核生物病毒中發現此特性。這項突破性發現為病毒與宿主之間的互動機制帶來全新認識。

核糖體是細胞內將遺傳訊息轉譯成蛋白質的關鍵「分子工廠」,對生命活動扮演重要角色。研究團隊發現FloV-SA2病毒能自行編碼一種稱為eL40的核糖體蛋白,這項發現顛覆了科學界對真核病毒(指感染植物、動物或真菌等具有細胞核的生物的病毒)的傳統認知。

一般而言,病毒是由蛋白質外殼包裹的遺傳物質,必須入侵宿主細胞並利用宿主的機制來繁殖。簡單的病毒通常完全仰賴宿主細胞進行複製,而較為複雜的病毒則能製造輔助自身複製的蛋白質,但從未發現具有製造核糖體蛋白的能力。

研究團隊主要作者、夏威夷大學馬諾阿分校海洋與地球科學技術學院( SOEST)的朱莉.湯米(Julie Thomy)博士表示:「發現FloV-SA2病毒能編碼eL40核糖體蛋白令人振奮。從理論上來說,病毒透過改變細胞的關鍵機制來獲得優勢是合理的,但這在真核病毒中是首次發現。」

這項發現源於該校海洋病毒生態實驗室的持續研究。實驗室成員克里斯多福.施瓦茨(Christopher Schvarcz)在夏威夷歐胡島北方約97公里的阿羅哈研究站採集海水樣本,分離出多種病毒,其中包括能感染弗羅倫藻(Florenciella)的FloV-SA2。

研究主持人葛雷格.史都華(Grieg Steward)教授解釋:「這種被稱為『巨型』病毒的FloV-SA2,與其他同類病毒一樣,能編碼參與多種代謝過程的蛋白質。例如它們具有發酵或感光等出人意表的功能,雖然這些基因明顯有助於病毒複製,但確切運作機制仍待研究。」

研究團隊目前的假說認為,FloV-SA2病毒透過將自身的eL40蛋白植入宿主細胞的核糖體,改變了這個「分子工廠」的生產傾向,使其優先製造病毒所需的蛋白質,而非宿主細胞原本的蛋白質。

史都華教授強調:「病毒是海洋生態系統中不可或缺的角色,它們不僅影響生物的生產力,也改變群落互動模式,更推動物種演化。這次發現不只揭示了海洋病毒與浮游植物之間複雜的互動關係,也為病毒學開啟了新的研究方向。」

研究團隊預期,FloV-SA2將成為重要的研究模型,有助於深入探討病毒如何操控細胞代謝,以及重新導向宿主資源的機制。這項研究已發表於《npj病毒》(npj Viruses)期刊。

在一般細胞中,核糖體(圖中灰色球狀物)會讀取信使 RNA(圖中綠色帶狀物)並將其轉譯成蛋白質。科學家推測,當細胞被 FloV-SA2 病毒感染時,原本由藻類細胞提供的核糖體蛋白 eL40(圖左綠色橢圓形)會被病毒製造的 eL40 蛋白(圖右紅色橢圓形)取代,進而改變核糖體的專一性,使其優先讀取病毒的 RNA(圖中紅色帶狀物)並製造出病毒蛋白。(圖取自夏威夷大學馬諾阿分校)

在一般細胞中,核糖體(圖中灰色球狀物)會讀取信使 RNA(圖中綠色帶狀物)並將其轉譯成蛋白質。科學家推測,當細胞被 FloV-SA2 病毒感染時,原本由藻類細胞提供的核糖體蛋白 eL40(圖左綠色橢圓形)會被病毒製造的 eL40 蛋白(圖右紅色橢圓形)取代,進而改變核糖體的專一性,使其優先讀取病毒的 RNA(圖中紅色帶狀物)並製造出病毒蛋白。(圖取自夏威夷大學馬諾阿分校)

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