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擬菌病毒屬

擬菌病毒屬（學名：Mimivirus）是一個包括Acanthamoeba polyphaga mimivirus（APMV）的一個種類，或許是與演化史相關的巨型病毒（也稱為巨病毒）[1]。通常所說的「擬菌病毒」就指APMV。在口語中，APMV更普遍簡稱為「米米病毒」（mimivirus）。2011年10月中旬，科學家發現了巨大病毒，這是已知衣殼直徑最大的病毒。[2]擬菌病毒比起其他病毒有着龐大的基因組。擬菌病毒（mimicking microbe）的命名反映了它的體積及革蘭氏染色的特性。[3]

擬菌病毒屬
病毒分類 編輯
（未分級）： 病毒 Virus
域： 多變 DNA 病毒域 Varidnaviria
界： 班福病毒界 Bamfordvirae
門： 核質病毒門 Nucleocytoviricota
綱： 巨病毒綱 Megaviricetes
目： 模擬病毒目 Imitervirales
科： 擬菌病毒科 Mimiviridae
屬： 擬菌病毒屬 Mimivirus
種
  • Acanthamoeba polyphaga mimivirus


發現

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擬菌病毒最初是在1992年的一次對軍團病研究中，偶然在變形蟲多食棘變形蟲（Acanthamoeba polyphaga）中發現的。然而在之後的革蘭氏染色實驗中被錯誤地認為是一種革蘭氏陽性菌，並被命名為「布拉德福德球菌」（Bradfordcoccus）。到2003年，法國馬賽地中海大學在《科學》期刊上發佈了文章，認定這個有機體為一種病毒。[4]

分類

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國際病毒分類委員會將擬菌病毒歸為擬菌病毒科。[5]並在生物病毒分類中歸為I類病毒（雙鏈DNA病毒）。[6]在不嚴格的分類下，擬菌病毒加入核質巨DNA病毒（NCLDV）一類。這類病毒都有着類似的分子特性和龐大的基因組。擬菌病毒同樣有21個同源於NCLDV的高度保守基因，並且進一步的研究也顯示擬菌病毒可能是NCLDV的一個分支。[4]

結構

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擬菌病毒的纖維

擬菌病毒的衣殼直徑達400nm，是已知第三大的病毒，僅次於潘多拉病毒和近期發現的巨大病毒。加上衣殼表面的蛋白絲，總長度可達600nm. 各種文獻對此的描述高度相似，病毒大小都在400nm到800nm之間。在電子顯微鏡下，病毒的衣殼呈六邊形，因此衣殼的立體結構為正二十面體。[7]擬菌病毒並沒有包膜，這意味着這類病毒並非通過胞吐被放出細胞的。[8]

發現擬菌病毒的小組後來發現了一種略微更大的病毒，命名為媽媽病毒（mamavirus） ，以及能感染它的亞病毒Sputnik virophage.[9]

擬菌病毒有着所有NCLDV上共同的形態學特徵。M. Suzan-Monti等人提出，如同其他NCLDV病毒，擬菌病毒可能也有這內含的包裹DNA核的脂質層。在電子顯微鏡下，病毒體濃縮的核呈現出黑色。病毒龐大的基因組就在這個區域之中。

一些mRNA的轉錄子可以被擬菌病毒獨立完成。如同其他NCLDV的DNA聚合酶的轉錄，一種衣殼蛋白質和一個類似於TFII的轉錄因子也被發現。然而，三種明顯不同的胺醯-tRNA合成酶的轉錄子以及4種未知的擬菌病毒獨有的mRNA分子也被發現。這些預先打包的轉錄子能夠在病毒基因沒有表達的情況下被轉譯，並且可能對擬菌病毒的複製是必要的。其他的DNA病毒，如人類巨細胞病毒和單純疱疹病毒I型也有mRNA預先打包轉錄的特點。[8]

基因組

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擬菌病毒的基因組是一個線性的，有着1,181,404對鹼基的DNA雙鏈。[10]是目前已知病毒中基因組最龐大的一種，超出了僅次於它的倫比約餐廳蟲病毒（Cafeteria roenbergensis virus）450,000對鹼基。此外，它甚至比至少30種細胞體還大。[11]

除了龐大的基因組，擬菌病毒還有着大約979個蛋白質編碼基因，遠遠超出了病毒最低所需的4個基因（參見 MS2噬菌體和Qβ噬菌體）。[12]分析顯示,擬菌病毒特有的基因包括胺醯tRNA合成酶以及其他一些早前被認為只能由細胞微生物編碼的酶。正如其他的巨型DNA病毒，擬菌病毒也被發現有着其他病毒不具有的與糖類、脂類和氨基酸代謝相關的基因。[8]大約90%的基因組是編碼基因，而另外10%為非編碼DNA。

複製

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擬菌病毒的複製過程尚不清楚。但是我們至少知道此病毒能與阿米巴細胞膜上的一種受體結合。一旦進入阿米巴，便進入一段隱蝕期，這時病毒會消失，細胞會正常工作。在感染約4h後，細胞表面會顯現出一些聚集物。感染8h後，在細胞中的擬菌病毒便清晰可見。細胞質會持續被新組裝的病毒體填充。感染約24h後，細胞便極為可能破裂，並釋放出新的擬菌病毒病毒體。[8]

目前我們對擬菌病毒的複製周期幾乎一無所知，顯然是附着於細胞表面，進入，病毒核物質釋放，DNA複製，轉錄，轉譯，組裝，最後釋放子病毒體。然而，研究人員是使用對被感染的細胞的顯微照相來得出上述綜述的。這些顯微照片顯示了擬菌病毒的衣殼在細胞核中組裝，並在出核時獲得一個脂質膜，以及一些與其他包括NCLDV的不少病毒相似的顆粒。這些顆粒在其他病毒中被稱為病毒工廠（viral factories），它能使宿主細胞被更多地改造，並病毒的組裝更快。

致病性

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擬菌病毒或許是某些肺炎的病原體。這種推測是基於在某些肺炎患者體內發現此病毒抗體的間接證據。[13]然而，將擬菌病毒歸為病原體的理論是極為脆弱的，因為僅有極少的幾篇文章報告了擬菌病毒與肺炎的潛在關係。造成肺炎的最大因素目前還尚未知曉。[14]即便如此，已經有一種擬菌病毒從一名突尼斯的女性肺炎患者中分離出來。[15]

對生命定義的引思

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擬菌病毒的許多特性將之放在了生命與非生命之間。它並不比某些細菌小，如康氏立克次氏體（Rickettsia conorii）和Tropheryma whipplei，並且有着與不少細菌相當甚至更多的基因。在之前病毒還沒有被認為能夠進行編碼。此外，擬菌病毒還有着核苷酸和氨基酸合成相關的基因，這甚至是一些小型的專性寄生細菌所不具有的。然而，擬菌病毒確實缺少了核糖體蛋白質，這使得他們必須依靠宿主細胞的蛋白轉運和能量代謝。[來源請求]

因為擬菌病毒的起源非常古老，甚至有可能先於細胞[16][17]，擬菌病毒已經在生命起源的爭論中成為一種論據。一些擬菌病毒獨有的基因，包括那些衣殼相關的基因，在多種能感染各域生物的病毒中保留。這暗示了擬菌病毒與一種先於細胞生物並且在地球生物的起源中起重要作用的DNA病毒有聯繫。[16]另一種假設是，有明顯的三種DNA病毒與目前的三個域（真核生物、古生菌、細菌）的產生有關。[17]也有猜想認為這些病毒可能一開始是細菌，後來退化成了病毒。[來源請求]

然而擬菌病毒並未表現出以下特徵：具有穩態，能量代謝，能對刺激作出反應，自我繁殖，具有細胞結構等通常用以定義生命的特徵。

參見

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維基物種上的相關資訊：擬菌病毒屬

參考文獻

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  1. ^ Elodie Ghedin, Jean-Michel Claverie. Mimivirus relatives in the Sargasso sea. Virology Journal. 2005-08-16, 2: 62 [2018-04-02]. ISSN 1743-422X. doi:10.1186/1743-422x-2-62. 
  2. ^ World's biggest virus found in sea off Chile. London: Telegraph UK. 11 October 2011 [11 November 2011]. （原始內容存檔於2014-01-15）. 
  3. ^ Wessner, D R. Discovery of the Giant Mimivirus. Nature Education. 2010, 3 (9): 61 [2012-01-07]. （原始內容存檔於2020-11-01）. 
  4. ^ 4.0 4.1 La Scola B, Audic S, Robert C, Jungang L, de Lamballerie X, Drancourt M, Birtles R, Claverie JM, Raoult D. A giant virus in amoebae. Science. 2003, 299 (5615): 2033. PMID 12663918. doi:10.1126/science.1081867. 
  5. ^ Claverie J-M. Mahy W.J. and Van Regenmortel M. H. V. , 編. Desk Encyclopedia of General Virology 1. Oxford: Academic Press. 2010: 189. 
  6. ^ Leppard, Keith; Nigel Dimmock; Easton, Andrew. Introduction to Modern Virology 6. Blackwell Publishing Limited. 2007: 469–470. 
  7. ^ Xiao C, Kuznetsov YG, Sun S, Hafenstein SL, Kostyuchenko VA, Chipman PR, Suzan-Monti M, Raoult D, McPherson A, Rossmann MG. Sugden, Bill , 編. Structural Studies of the Giant Mimivirus. PLoS Biol. 2009-04-28, 7 (4): e92. PMC 2671561  . PMID 19402750. doi:10.1371/journal.pbio.1000092. 
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 8.3 Suzan-Monti M, La Scola B, Raoult D. Genomic and evolutionary aspects of Mimivirus. Virus Research. 2006, 117 (1): 145–155. PMID 16181700. doi:10.1016/j.virusres.2005.07.011. 
  9. ^ Nature: "'Virophage' suggests viruses are alive" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）by Helen Pearson 2008
  10. ^ Acanthamoeba polyphaga mimivirus, complete genome. NCBI. 
  11. ^ Claverie, Jean-Michel; et al.. Mimivirus and the emerging concept of 'giant' virus. Virus Research. 2006, 117 (1): 133–144. PMID 16469402. doi:10.1016/j.virusres.2006.01.008. 
  12. ^ Prescott, Lansing M. 2nd edition , 編. Microbiology. Dubuque, IA: Wm. C. Brown Publishers. 1993. ISBN 0-697-01372-3. 
  13. ^ La Scola B, Marrie T, Auffray J, Raoult D. Mimivirus in pneumonia patients. Emerg Infect Dis. 2005, 11 (3): 449–52 [2013-12-10]. PMC 3298252  . PMID 15757563. doi:10.3201/eid1103.040538. （原始內容存檔於2008-10-19）. 
  14. ^ Marrie TJ, Durant H, Yates L. Community-Acquired Pneumonia Requiring Hospitalization: 5-Year Prospective Study. Reviews of Infectious Diseases. 1989, 11 (4): 586–99. PMID 2772465. doi:10.1093/clinids/11.4.586. 
  15. ^ Saadi, H; Pagnier, I; Colson, P; Cherif, JK; Beji, M; Boughalmi, M; Azza, S; Armstrong, N; Robert, C; Fournous, G; La Scola, B; Raoult, D. First Isolation of Mimivirus in a Patient With Pneumonia.. Clinical infectious diseases : an official publication of the Infectious Diseases Society of America. 2013-06-21, 57 (4): e127–34. PMID 23709652. doi:10.1093/cid/cit354. 
  16. ^ 16.0 16.1 Siebert, Charles. Unintelligent Design. Discover Magazine. 2006-03-15. （原始內容存檔於2019-10-26）. 
  17. ^ 17.0 17.1 Forterre, Patrick. Three RNA cells for ribosomal lineages and three DNA viruses to replicate their genomes: A hypothesis for the origin of cellular domain. PNAS. 2006, 103 (10): 3669–3674. PMC 1450140  . PMID 16505372. doi:10.1073/pnas.0510333103. 

補充資料

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外部連結

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