바이러스의 놀라운 발견은 생명체의 복잡한 기원에 대한 단서를 제공합니다

다음을 포함할 수 있는 미생물 그룹을 감염시키는 바이러스의 첫 번째 발견 복잡한 삶의 조상 텍사스대학교 오스틴(UT Austin)의 과학자들이 발견되었습니다. 보고서 안에 자연미생물학. 이 놀라운 발견은 복잡한 생명체의 기원에 대한 감질나는 단서를 제공하고 바이러스가 인간과 다른 복잡한 생명체의 진화에 필수적이었다는 가설을 조사하기 위한 새로운 방향을 제시합니다.

핵이 있는 세포를 특징으로 하고 진핵생물이라고 불리는 인간, 불가사리, 나무와 같은 모든 복잡한 생명체는 고세균과 박테리아가 융합하여 잡종 유기체를 형성. 최근 연구 최초의 진핵생물은 소위 아스가르드 고세균(Asgard archaea)의 직계 후손이라고 제안됩니다.. Ian Rambo(전 오스틴 대학 박사 과정 학생)와 Brett Baker 연구소의 다른 구성원이 수행한 최신 연구도 이 10억 년의 역사에서 바이러스의 역할을 강조합니다.

알려진 모든 바이러스 게놈의 비교. 이 유사한 게놈을 가진 바이러스는 박테리아를 감염시키는 바이러스(왼쪽)와 진핵생물(오른쪽 중간 및 아래쪽)을 포함하여 함께 그룹화됩니다. Asgard 고세균을 감염시키는 바이러스는 이전에 설명한 바이러스와 다릅니다. 크레딧: 오스틴에 있는 텍사스 대학교

“이 연구는 진핵생물의 기원과 환경에서 바이러스의 역할 및 아스가르드 고세균의 진화에 대한 이해에 대한 더 나은 솔루션의 문을 열어줍니다.”라고 Rambo가 말했습니다. “바이러스가 복잡한 세포 생명체의 출현에 기여했을 수 있다는 가설이 있습니다.”

UT Austin의 연구원들은 Alvin 잠수정을 사용하여 캘리포니아 만에서 2,000미터(6,600피트) 깊이에서 침전물과 미생물 샘플을 수집했습니다. 크레딧: 브렛 베이커

Rambo는 바이러스성 진핵생물의 형성이라는 논쟁의 여지가 있는 가설을 지적합니다. 그녀는 박테리아와 고세균 외에도 바이러스가 진핵생물의 발달에 일부 유전적 요소를 기여했을 수 있다고 제안합니다. 이 최신 발견이 이 논쟁을 해결하지는 못하지만 몇 가지 흥미로운 증거를 제공합니다.

최근에 발견된 살아있는 Asgard 고세균을 감염시키는 바이러스는 전사 능력을 포함하여 진핵생물을 감염시키는 바이러스와 유사한 몇 가지 특징을 가지고 있습니다.[{” attribute=””>DNA and hijack protein modification systems of their hosts. The fact that these recovered Asgard viruses display characteristics of both viruses that infect eukaryotes and prokaryotes, which have cells without a nucleus, makes them unique since they are not exactly like those that infect other archaea or complex life forms.

“The most exciting thing is they are completely new types of viruses that are different from those that we’ve seen before in archaea and eukaryotes, infecting our microbial relatives,” said Baker, associate professor of marine science and integrative biology and corresponding author of the study.

The Asgard archaea, which probably evolved more than 2 billion years ago and whose descendants are still living, have been discovered in deep-sea sediments and hot springs around the world, but so far only one strain has been successfully grown in the lab. To identify them, scientists collect their genetic material from the environment and then piece together their genomes. In this latest study, the researchers scanned the Asgard genomes for repeating DNA regions known as CRISPR arrays, which contain small pieces of viral DNA that can be precisely matched to viruses that previously infected these microbes. These genetic “fingerprints” allowed them to identify these stealthy viral invaders that infect organisms with key roles in the complex origin story of eukaryotes.

Researchers from UT Austin used the Alvin submersible to collect sediment samples and microbes from 2000m (6600 feet) deep in the Gulf of California. Credit: Brett Baker

“We are now starting to understand the implication and role that viruses could have had in the eukaryogenesis puzzle,” said Valerie De Anda, a research associate at UT Austin and co-author of the study.

Reference: “Genomes of six viruses that infect Asgard archaea from deep-sea sediments” 27 June 2022, Nature Microbiology.
DOI: 10.1038/s41564-022-01150-8

The other co-authors of the study are Pedro Leão, a postdoctoral research fellow at UT Austin, and Marguerite Langwig, formerly a master’s student at UT Austin and currently a doctoral candidate at the University of Wisconsin-Madison. This work was supported by the Moore and Simons Foundations.