《木偶奇遇記》中和藹可親的老木匠皮帕諾和匹諾曹的故事,，很多人都非常熟悉,?？赡阒绬?？在攜帶生命密碼遺傳信息的基因世界里,，竟然也有皮帕諾和匹諾曹一樣的“神存在”,。日前,，法國科學(xué)家在研究中新發(fā)現(xiàn)的三種潘多拉病毒,，可能擅長創(chuàng)造全新的基因,，并在病毒龐大的基因組中發(fā)現(xiàn)了許多“孤兒基因”。潘多拉病毒的“魔盒”是如何制造新基因的,？帶著好奇,，記者采訪了研究病毒的科學(xué)家。

直徑1微米,，病毒界的“大塊頭”

2013年,，科學(xué)家分別在智利中海岸河流沉積物表層和澳大利亞墨爾本附近一個(gè)淡水池塘底部泥漿中發(fā)現(xiàn)了兩種全新的巨大病毒?？茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn),，它們與其他已知病毒迥然不同，只有6%的基因與地球上其他生物的基因類似,，擁有一個(gè)完全獨(dú)立的基因譜系,，其獨(dú)特性屬于一個(gè)全新的分類。于是,，這兩株病毒分別被命名為咸潘多拉病毒和甜潘多拉病毒,。

“在病毒世界里，潘多拉病毒可是‘大塊頭’,，比目前人類已知的所有病毒都要大得多,。”6月24日,，南開大學(xué)藥物化學(xué)生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉新奇教授開門見山地對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者說,，“這類病毒直徑達(dá)到1微米，基因組包含了190萬到250萬堿基對(duì)的DNA,，體積在病毒界位居第二,，基因組規(guī)模位居第一?！?/p>

劉新奇介紹說,，潘多拉病毒寄居在變形蟲體內(nèi)，形狀和細(xì)菌非常相似,。此前,，人類發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)傳統(tǒng)病毒的直徑在10納米到500納米之間，人類已知的最大病毒“梅格病毒”的大小不過440納米,，“潘多拉病毒的遺傳密碼的大小,，超過梅格的兩倍?！眲⑿缕孢呎f邊比劃道,，“目前，科學(xué)界仍然不清楚為何這種細(xì)胞形態(tài)會(huì)演變成病毒，有人猜測它們可能是為生存而進(jìn)行了自我進(jìn)化,；還有一種科學(xué)猜測,，可能是從寄主那里獲取遺傳信息，從而使它們以不尋常的基因組存活下來,?！?/p>

擅長創(chuàng)新，制造的基因形單影只

這種體型碩大的病毒會(huì)不會(huì)威脅人類健康,？面對(duì)記者疑惑,，劉新奇笑著說：“病毒能否攻擊人，得看它與人類親緣關(guān)系遠(yuǎn)近,。人類基因在不斷進(jìn)化,，病毒封存時(shí)間越長，與人類關(guān)系越遠(yuǎn)越無害,。雖然這些巨型病毒能攻擊阿米巴變形蟲,，但是它對(duì)人類健康沒有危險(xiǎn)?！?/p>

采訪中記者了解到,，迄今為止，科學(xué)家一共發(fā)現(xiàn)了六種潘多拉病毒,。這些病毒來源地散布世界各地,，相距甚遠(yuǎn)，病毒的形態(tài)和功能雖然非常相似,，但研究發(fā)現(xiàn),，每種病毒間的基因組相似程度不高，編碼蛋白質(zhì)的基因中甚至只有一半相同,?！艾F(xiàn)代生命科學(xué)一般認(rèn)為，地球上所有生物有著共同祖先,，大多數(shù)基因在各種生物中都有相似度很高的同源基因,。”劉新奇解釋說,，在潘多拉病毒身上,，發(fā)現(xiàn)了許多在其他生物中找不到的序、似乎無親無故的基因,?！斑@些基因好比沒有父母的孩子，在DNA世界里形單影只,，好比一個(gè)個(gè)‘孤兒’,。”雖然科學(xué)家早已在其他生命體中捕捉到了這種“孤兒基因”，但在潘多拉病毒身上,，“孤兒基因”特別多,，而且相互間也不盡相同。

“這些基因不是從祖先那里繼承來的遺產(chǎn),，而是每種病毒自己的全新發(fā)明?！眲⑿缕嬲J(rèn)為,，這一研究觀點(diǎn)若能得到科學(xué)證實(shí)，不僅意味著潘多拉病毒特別擅長基因創(chuàng)新,，其“創(chuàng)新”機(jī)制更有助于解開生物進(jìn)化中新基因起源之密,。

孤兒基因，生命里的“奇跡”

翅膀蛋白控制昆蟲飛行,，珊瑚,、水母等長有蟄刺細(xì)胞，北極鱈魚特別抗凍……科學(xué)證實(shí),，這些獨(dú)特的功能都是由孤兒基因操縱演化而來,。以往，生物學(xué)家們普遍認(rèn)為,，大多數(shù)的基因都可以被劃到幾大家族中,，而且每個(gè)家族都有著數(shù)百萬年的悠久歷史?？勺詮挠辛嘶驕y序技術(shù)后,，科學(xué)家們驚奇地發(fā)現(xiàn)，每個(gè)物種竟然有多達(dá)三分之一的基因總是形單影只,。1998年,，當(dāng)科學(xué)家完成酵母基因組測序后，發(fā)現(xiàn)有大約1/3的酵母基因好像找不到同家族的基因,，“孤兒基因”從此進(jìn)入了生命科學(xué)家的視野,。

每個(gè)基因都有可能在不經(jīng)意間被額外復(fù)制，多數(shù)復(fù)制出來的拷貝很快會(huì)消失殆盡,，但也有些幸運(yùn)兒得以和正版基因一起行使職能,，更有甚者居然能發(fā)展出全新的功能?！盎蛞埠孟駝?dòng)物界常見的那樣,，隨著一代又一代的繁衍，開枝散葉最終會(huì)成一個(gè)個(gè)大的家族,?！眲⑿缕嬲f道，“雖然有科學(xué)家不停地追溯，試圖為更多‘孤兒基因’尋找到‘祖先’,。但迄今為止,，其研究仍處于起步階段?！?/p>

再回首找不到來路,，那是因?yàn)槲覀儚臎]有走過。劉新奇認(rèn)為,，如同匹諾曹由木頭雕琢而成一樣,，孤兒基因其實(shí)是機(jī)緣巧合被自然逐漸雕琢而成的基因，“一旦揭開面紗,，將有助于我們?nèi)祟惛玫卣J(rèn)識(shí)生命,，掌握未來?！眲⑿缕嬲f道,。