解凍潘多拉病毒

解凍潘多拉病毒

一個由俄羅斯、法國和德國科學家組成的‬,團隊在雅庫特西伯利亞的永久凍土層中,發現了幾種具有近 50,000 年曆史的病毒。過了這麼久,生物解凍了,一下子活了過來,竟然還能殺人:病毒攻擊阿米巴蟲,把它殺死了。被遺忘已久的感染會威脅到人類嗎?

在雅庫特和其他北部地區是否有出現醫學上末知的病毒的危險?

安查·巴拉諾娃:由 讓-米歇爾·克拉維裡 領導的一組法國科學家從雅庫特永恆冰層的樣本中提取出潘多拉病毒和其他 12 種古老病毒。其中最年長的有 48,500 年,最小的估計有 27,000 年。事實上,我們的永久凍土層甚至更古老,但你不能再用放射性碳方法測定它的年代了。在深達 16 米的冰層中發現了古代病毒。

所有這些永久凍土樣本都是在 2011 年至 2016 年法國和俄羅斯開展科學合作期間採集的。最後一個日期是 2019 年冠狀病毒爆發前。我必須說,地球上有很多永久凍土,你不可能全部重新檢查,所以科學家們選擇了更有趣的地區。在一個鑽孔的柱子中有一簇猛獁象羊毛,在另一個柱子中,有一頭兩萬年的死狼被融化了。狼有一個腸子,裡面有一個生物群落——細菌、真菌、病毒等等,無所不包。科學家們研究了這些樣本——最有趣的。

他們對它們進行鑽孔,將它們帶到實驗室,慢慢地熔化一根又一根柱子,對它們進行一些處理。早在2013 年,一開始,科學家就注意到了病毒。病毒確實是巨大的。它們可以用傳統的光學顯微鏡看到,而其他病毒只能用電子顯微鏡才能看到。

解凍潘多拉病毒

米歇爾·克拉維裡 國際研究團隊負責人

他們稱這些病毒為潘多拉病毒,以紀念潘多拉魔盒——古希臘神話中的神器。相傳後來一切的煩惱和不幸都從這個盒子裡散去。

但是現在科學家們想出了一個更好的方法來分析它,因為很難透過顯微鏡看到幾升融化的水,如果你分離出 DNA 的殘留物,那麼,當然,你會發現病毒,但不是活的,而是以遺傳密碼記錄的形式。因此,科學家們建立了一個搜尋病毒的模型系統——他們在杯子上培養了一種幾乎無處不在的棘阿米巴文化,並觀察是否有任何東西會從水中爬出並進入其中。

這就是其中一種病毒解凍並攻擊變形蟲的方式。他殺死了變形蟲細胞,而他自己卻在繁殖。一個病毒粒子做一百個。也就是千百年來病毒沒有失去它的特性,就好像它活過來了一樣。

這是暗示人類應該害怕嗎?這是什麼潘多拉病毒?

今天,潘多拉病毒可以被認為是最大的病毒,它的長度是一微米,它的基因組是 250 萬個核苷酸。我喜歡將病毒比作汽車。RNA病毒很小,它們是汽車。DNA 病毒要大得多,它們已經是卡車了。例如,直到最近,天花病毒還被認為是大的——它是一輛 18 輪的卡車,也就是巨大。但潘多拉病毒(及其一些親屬)只是巨人,與天花病毒相比,它就像客機旁邊的 KamAZ。

事實證明,今天的潘多拉病毒可以被認為是地球上最早的病毒?

十幾種古代病毒已經從雅庫特永凍土中解凍,數量很多。當然,這些病毒有一些共同點,特別是它們的強大抵抗力。衣殼。,也許還有其他病毒,更小或更脆弱,但經過幾千年,它們已經分崩離析,而我們卻看不到它們。他們看到了。

我們現在無法恢復這些病毒的清晰譜系,知識還不夠。病毒很大,它們有一堆我們以前從未在生物體中見過的基因。老實說,科學家們不知道他們能做什麼。如果你從潘多拉病毒中取出一半的這些基因,它會以與以前完全相同的方式繁殖。也就是說,這些是這樣的粒子,它們不能稱為細胞,但它們絕對能夠在細胞之間移動並攜帶一些有用或有害的遺傳負荷。一輛帶拖車的卡車。當然,它們不是自主的,它們不是細胞。這是成熟細胞和病毒之間的過渡階段,尚未完全簡化為完整的寄生蟲。

解凍潘多拉病毒

潘多拉病毒

也許正是因為這些潘多拉病毒,猛獁象才滅絕了?

潘多拉病毒生活在變形蟲體內,幾千年前它們也感染了原生動物。這部分是由於最簡單的細胞非常大,在它們的細胞質中可以建立大病毒的生產。在一個相對較小的人體細胞中,你根本無法安裝一個工廠來生產巨型病毒。大概就像城市裡的小藥店,怎麼改成傢俱店,怎麼努力都做不到。

這些病毒能否快速進化適應新的宿主,即攻擊人呢?

不,這些病毒不能感染人體細胞,它們只會攻擊變形蟲。但是我們在自然界中也有很多變形蟲。其中有致病病毒和潘多拉病毒等,其中有很多 - mimiviruses 和 pacmanviruses(為了紀念傳奇電腦遊戲 Pacman 的角色),有許多功能未知的難以理解的基因。從理論上講,古代病毒可以將這些基因拖入變形蟲並賦予其新的致病特性。事實上,變形蟲對人類或農場動物的危險性不亞於細菌,有很多例子,從痢疾到直接滲透到大腦並百分百致命。

如果除了這些潘多拉病毒之外,其他對人類有害的病毒也會在雅庫特或北部其他地方融化,會怎樣?

永久凍土的融化帶來了很多問題。但只有最簡單的事情引起了人們的注意:病毒會解凍。這本身就已經很糟糕了。例如,Pacman 病毒是非洲豬瘟病毒的近親,這是一種對農業非常重要的神秘病毒,不僅在非洲存在很長時間。但是 pacmanviruses 的基因組比非洲豬瘟病毒的基因組大,有一大堆基因與任何已知基因都沒有相似之處。

但除此之外,還有其他的麻煩。由於永久凍土正在融化,道路變得一團糟,生物群落受到干擾,動物因為無法在異常條件下生存而死亡。與此相比,可能對人類產生潛在危險的病毒是一個稍微虛幻的前景,一個遙遠的前景。一些新細菌更有可能解凍。或者馬上變形蟲

順便說一句,今年在南極洲記錄了寒冷異常。例如,在南極站阿蒙森-斯科特,4 月至 9 月的平均氣溫為零下 61 攝氏度。這比 1957 年以來的整個觀測歷史低 4。5 度。是的,在有冰川的北極,並不是一切都那麼糟糕,對於永久凍土來說,今年是個好年頭。這並不意味著沒有全球變暖,我們只是得到了解脫。

我最喜歡的電影是約翰·卡彭特 ( John Carpenter)於 1982 年執導的《怪形》(The Thing) 。南極洲一個研究站的一組科學家在永久凍土層中發現了類似的東西,它解凍並開始以地球生物的形式出現,首先是狗,然後是人——它吃掉了它們並取而代之。我認為這部電影是一部傑作,還因為它有力地剖析了我們古老的對這片永久凍土帶的恐懼以及隱藏在其中的未知事物。

解凍潘多拉病毒

北極冰

現在,數千公里的永久凍土正在融化。可以想象,大量的拉茲梅日什戈肯定會帶來一些負面影響。但它們沒有被定義,未知仍然未知。

或許危險不在於會出現一些古老的病毒,而在於我們會發現看似滅絕,實則儲存完好的生物王國。也就是說,不是病毒,也不是細菌,而是一些其他形式的地球,但古老的生命稱為“logus gogus”,它以任何事物為食,包括人。這是人類古老的恐懼,不能說是空穴來風。然而,到目前為止,還沒有發現任何超級危險的東西。

我想說的是,首先我們需要考慮真正等待我們的危險。有些細菌可以以孢子的形式在永久凍土中停留很長時間,然後復活。例如,幾個世紀前死於炭疽和埋鹿的人。或者只是死了。只要它們被埋在永久凍土中,位於其中的細菌孢子就是安全的,但隨著變暖,炭疽病很可能會出現。保留歷史記憶的地方已被標記。但是有一些我們不知道的墓地,但是他們可以採取和洩漏。以上所有內容都適用於原生動物,尤其是變形蟲,它們不在乎在什麼樣的基質上生長——在溫暖的腐殖質層中還是在某人的大腦中。

有必要監測所有新解凍的永久凍土區。做微生物學和病毒學評論,看看生活在融水中的一切:變形蟲、輪蟲等等。

正在做嗎?

我相信這樣的研究正在進行中。法國科學家在他們的文章中寫道,這些研究是由新西伯利亞“向量”進行的,我確信這是真的。但是融化永久凍土的話題遠沒有治療癌症或冠狀病毒那麼時髦。研究是根據分配給他們的錢進行的。國家必須願意為此提供足夠的預算。有些國家研究一件事,有些國家研究另一件事。例如,日本人收集了猛獁象的組織樣本,他們夢想著最終將它們復活。他們對猛獁象本身很感興趣。但我對這些相同的猛獁象的微生物組以及它們的寄生蟲很感興趣——總的來說,整個近猛獁象生物群落。猛獁象本質上就像一個島嶼,溫暖且植被茂密。這個島上的進化過程肯定與寒冷的苔原不同。總的來說,在 說法國人在融水中發現了潘多拉病毒,有運氣的成分。如果你看看猛獁象的內臟,可能會有類似的東西!

為什麼科學家要研究古代病毒?

這就是基礎科學所做的。作為人類,我們需要弄清楚生命是什麼,它從何而來,以及為什麼會有病毒。人們認為病毒的起源是多系的,即不同的病毒獨立地來自某個地方。病毒是亞細胞寄生蟲的集體形象。有些病毒是逐漸簡化形成的,即細胞退化。由於某種原因,細菌或單細胞生物失去了一些結構,丟棄了不必要的功能並簡化為病毒。有些只是逃逸的細胞基因,它們學會了裝入細胞膜並在細胞之間移動。

解凍潘多拉病毒

這不是簡化路徑,而是蜂窩分拆。可以在同一臺打字機上進行解釋。想象一輛帶有方向盤、車輪和發動機的汽車。但漸漸地發動機、方向盤、剎車都脫落了。汽車變小了,學會了在其他汽車的後備箱裡行駛。為什麼這樣的機器需要電機?這是一種情況。還有一個——當汽車的保險槓掉了,開始過獨立的生活時:他學會了跳進其他汽車的後座,舒適地旅行。

當對相同病毒的起源有了更多的瞭解時,如何從實踐的角度使用這些基礎知識?

基礎科學沒有實際的計劃,不是為了這個。在古希臘,科學家們試圖瞭解物質的結構。德謨克利特提出了存在一個不可分割的原子的想法。然後科學家開始進一步瞭解,他們瞭解質子、電子。但這一切都沒有實際意義——直到門捷列夫想到了週期系統,然後質子的知識才及時到來。

這兩種知識的一瞥融合為對如何計算化學反應的理解,不是立即的,而是大量集體工作的結果。所有化學都基於元素如何相互作用,具體取決於電子和質子的配置。在這些發現之後,化學成為一門可以理解的科學。在這只是經驗主義之前:他們將一種物質與另一種物質混合,然後出現了其他東西。沒有理解,只有假設,包括錯誤的假設,這一切都是因為沒有立即繪製出世界的基本圖景。

或者另一個例子——來自生物學領域。基因是如何被發現的?經典遺傳學是純粹的統計,沒有基因。孟德爾定律自 19 世紀以來就廣為人知,甚至在達爾文的統治下,他也發現了它們,而 DNA 直到 1953 年才被整理出來。“基因”一詞於 1909 年由丹麥植物學家威廉·約翰森 (Wilhelm Johannsen) 提出,但在將近半個世紀的時間裡一直停留在理論上——這個詞是,但沒有基因。遺傳學家探索了他們的研究課題,但他們手中並沒有這個課題。那才是真正的思緒飛翔的地方!有一個觀察來理解生命是如何運作的。現在我們終於收穫了回報。基礎科學沒有為自己設定任何實際任務,這就是它美麗的原因。

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