當病毒介入時，地球上生命起源的故事變得更加有趣。人們相信這些微觀顆粒自最早的細胞誕生以來就已經存在。病毒與活細胞的不同之處在於，它們只含有遺傳物質，無法產生自己的蛋白質。這是因為蛋白質對於細胞功能和生存至關重要。因此，病毒的功能依賴宿主細胞。
幾十年來，科學家一直試圖了解病毒的來源。它是如何演變的？它們如何融入生命之樹？日本東京理科大學 (TUS) 理學研究生院 Masaharu Takemura 教授。 2001 年，他和雪梨麥考瑞大學生物科學系的 Philip Bell 博士領導了這項工作，提出了核病毒細胞內起源的理論。也稱為病毒真核發生（貝爾博士法令）
這項假說表明，真核細胞（細胞核被膜束縛的細胞）的細胞核可能源自於大型 DNA 病毒，例如感染古菌祖先的痘病毒。 （單細胞微生物）病毒可能會在細胞質中建立穩定的狀態，而不是破壞其宿主。隨著時間的推移，它可能吸收了宿主細胞的重要基因，逐漸演變成我們今天所知的真核細胞核。如果正確，這個理論意味著病毒可能在複雜生命的起源中發揮了關鍵作用。
巨型DNA病毒與病毒工廠
2003 年，隨著巨型 DNA 病毒的發現，對這個想法的支持不斷增加。它們在宿主體內創造了稱為病毒工廠的結構。在某些情況下，這些工廠被細胞膜包圍，並作為 DNA 複製的場所。它類似於傳統細胞的細胞核。這種相似性加強了病毒和複雜細胞之間所提出的演化連結。
在過去的幾年裡，研究人員已經發現了更多的巨型 DNA 病毒。其中包括家庭成員。 Mamonoviridae，感染棘阿米巴（阿米巴的一種，一種單細胞微生物）和秘密病毒，這是一種密切相關的病毒，感染阿米巴（來自另一個科的另一種阿米巴）。
內竹病毒的發現
在發表於的一項新研究中 病毒學雜誌日本國立自然科學研究所 (NINS) 的 Takemura 教授及其同事。描述了另一種感染阿米巴原蟲的巨型 DNA 病毒。該病毒以茨城縣牛久湖的名字命名為「ushikuvirus」。孤立的日本也增加了支持核病毒起源假說的額外證據。
研究團隊包括啟蒙大學科學研究生院碩士生 Jiwan Bae 先生和 Narumi Hantori 女士，以及 NINS 的 Raymond Burton-Smith 博士和 Kazuyoshi Murata 教授。
「巨型病毒可以說是全世界尚未完全了解的寶庫。這項研究未來的一個可能性是為人類提供連接生物世界和病毒世界的新視角。」竹村教授說。
獨特的結構和感染策略
巨型病毒在自然界中廣泛存在。但將它們分開是很困難的。他們也非常多樣化。這使得每一個新發現都很重要。牛庫病毒感染蠕蟲，與秘密病毒類似。與馬單病毒科具有相似的結構，尤其是美杜莎病毒美杜莎病毒以其二十面體形狀和覆蓋衣殼表面的眾多短刺而聞名。
然而，ushikuvirus 也顯示出重要的差異。它誘導明顯的細胞病變作用。這會導致受感染的阿米巴細胞變得異常大。其衣殼表面具有多尖峰結構，頂部有一個特殊的帽子。有些具有水母病毒中未發現的絲狀延伸。
另一個重要的差異在於病毒的複製方式。美杜莎病毒和秘密病毒在完整的宿主細胞核內繁殖。相較之下，ushikuvirus 在複製過程中會破壞核膜，形成新的病毒顆粒。這種行為表明病毒家族之間可能存在進化聯繫。馬單病毒科使用完整的細胞核作為病毒工廠，而巨型病毒（例如潘朵拉病毒）會破壞核膜。科學家認為，這些差異可能反映了隨著時間的推移對不同宿主的適應。
真核進化的線索
透過檢查這些結構和功能的變化，研究人員正在深入了解巨型病毒的多樣性。以及它們與宿主細胞的相互作用如何影響複雜真核生命的演化。
「與Mamonoviridae相關的病毒的發現，被稱為『ushikuvirus』的新病毒，具有不同的宿主，有望增加人們對Mamonoviridae類群的進化和系統發育的認識，並激發討論。正因為如此，相信我們將能夠更加接近真核生物進化之謎和巨型病毒的奧秘，」竹村教授說。
潛在的醫療保健影響
感染阿米巴原蟲的巨型病毒的發現也可能具有實用價值。某些類型的棘阿米巴可導致嚴重的疾病。包括阿米巴腦炎。對巨型病毒如何感染和破壞阿米巴原蟲的更深入了解最終將有助於研究人員開發預防或治療這些感染的新方法。
Masaharu Takemura 博士是數學與科學教育系的教授。日本東京理科大學理學研究生院 他的研究重點是巨型病毒的生物學。病毒真核生物的生成並提供有關病毒的知識他已發表120多篇科學論文，被引用超過2500次。他的長期目標是闡明巨型病毒和真核生物是如何演化的。並創建學習材料以提高有關病毒的知識。
這項研究得到了 JSPS/KAKENHI 撥款編號 20H03078 和生命和生命系統調查研究聯合研究中心 (ExCELLS)（ExcelS 計劃號 22EXC601-4）的支持。
