病毒在地球上廣泛地存在。據估計，它們的數量是1031，是該星球上細菌數量的10倍，而且這一數字比銀河系中的恒星數量還要多。巨病毒（giantvirus）的特征具有異乎尋常大的基因組和病毒顆粒（包圍著(zhù)病毒的遺傳物質(zhì)）。它們能夠編碼幾種潛在地參與蛋白生物合成的基因，這一獨特的特征已讓人們針對它們的起源提出不同的假說(shuō)。不過(guò)，在發(fā)現一組新的具有比之前已知的任何其他病毒更加完整的翻譯復合體基因的巨病毒之后，來(lái)自美國能源部聯(lián)合基因組研究所（JGI）、國家衛生研究院（NIH）、加州理工學(xué)院（CalTech）和奧地利維也納大學(xué)的研究人員認為這組巨病毒（被稱(chēng)作Klosneuvirus）顯著(zhù)地增加了我們對病毒進(jìn)化的理解。相關(guān)研究結果發(fā)表在2017年4月7日的Science期刊上，論文標題為“Giantviruseswithanexpandedcomplementoftranslationsystemcomponents”。

　　據預測，Klosneuvirus的宿主是原生生物（單細胞真核微生物），盡管迄今為止它們對原生生物的直接影響仍不清楚，但是它們被認為對這些有助調節地球上的生物地質(zhì)化學(xué)循環(huán)的原生生物發(fā)揮著(zhù)重大的影響。

　　論文共同通信作者、NIH進(jìn)化與計算生物學(xué)家EugeneKoonin說(shuō)，“這一發(fā)現讓我們對病毒進(jìn)化獲得新的認識，極大地擴大了我們對病毒在它們的進(jìn)化期間能夠捕獲多少必需的宿主基因的理解。鑒于蛋白合成是細胞生命的最為顯著(zhù)的特征之一，這就表明這些新的巨病毒要比之前觀(guān)察到的任何病毒更加類(lèi)似于細胞。”

　　自從2003年，科學(xué)家們已對巨病毒著(zhù)迷。2003年，在DidierRaoult的領(lǐng)導下，一個(gè)法國生物學(xué)家小組發(fā)現了巨病毒Mimivirus。從那以后，少量的其他巨病毒也被發(fā)現。對這些巨病毒而言，它們的獨特能力在于它們編碼參與翻譯的蛋白（典型地從DNA到RNA再到蛋白），這讓科學(xué)家們對巨病毒起源產(chǎn)生興趣。之后，兩種進(jìn)化假設出現了。一種假設指出巨病毒由一種古老的細胞（可能是來(lái)自滅絕的生物第四域的一種細胞，現有的生物分類(lèi)是三域系統：古生菌、細菌和真核生物）進(jìn)化而來(lái)。另一種假設指出巨病毒起源自較小的病毒。

　　論文共同通信作者、JGI微生物基因組學(xué)項目負責人TanjaWoyke認為，Klosneuvirus的發(fā)現支持后面的一種假設。她說(shuō)，“在這種假說(shuō)中，較小的病毒感染不同的真核生物宿主，在較長(cháng)的時(shí)間內通過(guò)分次捕獲，獲得來(lái)自獨立來(lái)源的編碼翻譯復合體蛋白組分的基因。”

　　乍看之下，巨病毒Klosneuvirus中的這套“細胞”基因似乎具有一種相同的起源，但是當詳細地分析這些基因時(shí)，這些研究人員觀(guān)察到它們來(lái)自不同的宿主。從他們構建出的進(jìn)化樹(shù)來(lái)看，他們注意到這些基因是這組巨病毒在它們的不同進(jìn)化階段逐漸獲得的。這些來(lái)自Klosneuvirus的基因含有19種必需氨基酸（必需氨基酸總共有20種）特異性的氨酰-tRNA酶，20多種tRNA、一系列翻譯因子和tRNA修飾酶。這對所有病毒（包括之前已知的巨病毒）而言，這是一項史無(wú)前例的發(fā)現。

　　Woyke和JGI博士后研究員FrederikSchulz在分析來(lái)自?shī)W地利克洛斯特新堡（Klosterneuburg）小鎮上的一個(gè)廢水處理廠(chǎng)樣品中的微菌落序列數據時(shí)，發(fā)現了巨病毒Klosneuvirus。這種數據是JGI社會(huì )科學(xué)項目（CommunityScienceProgram，CSP）關(guān)注工業(yè)廢水和生活污水處理中的硝化細菌多樣性時(shí)產(chǎn)生的。Woyke說(shuō)，“我們曾期待在微菌落序列數據中獲得硝化細菌的基因組序列。發(fā)現一種巨病毒基因組將這個(gè)項目帶往一種意料之外的但又激動(dòng)人心的全新方向。”

　　當Schulz注意到這些宏基因組（所有微生物群體基因組的總和）中的幾種來(lái)自病毒時(shí)，他和Woyke開(kāi)展分析以便確定它們的來(lái)源。他們發(fā)現這組Klosneuvirus巨病毒來(lái)自一種新的病毒家族。巨病毒Mimivirus也屬于這個(gè)病毒家族。

　　Schulz說(shuō)，“分析容納著(zhù)上千種宏基因組的JCI整合微生物基因組與微生物組（IntegratedMicrobialGenomes&Microbiomes）系統中的序列數據，允許我們發(fā)現Klosneuvirus的進(jìn)化親緣關(guān)系。”他注意到盡管Klosneuvirus的宏基因組發(fā)現有助解答重要的進(jìn)化問(wèn)題，但是它們的翻譯系統的確切生物學(xué)功能仍然是不清楚的。要解答這一點(diǎn)，至少需要將這組巨病毒在實(shí)驗室中與它們的宿主一起培養。

　　Koonin認為在宏基因組數據中，還有更多的巨病毒等待人們去發(fā)現。他說(shuō)，“我非常自信的是，巨病毒基因組大小的當前記錄將會(huì )被打破。我們將看到巨病毒世界中真正的巨無(wú)霸。”