來自印度孟買理工學院的研究人員揭示了擬菌病毒（Mimivirus）和其他巨型病毒的起源，幫助我們更好地了解一群塑造了地球上生命的獨特生物形式。在他們發表在《分子生物學與進化》上的最新研究中，研究人員表明，巨型病毒可能來自於一個複雜的單細胞祖先，保留了DNA複製機制，但脫落了編碼其他重要過程的基因，如代謝。

2003年對病毒學家來說是一個重要的年份。第一個巨型病毒在這一年被發現，這震動了病毒學界，修正了人們認為對這一難以捉摸的群體的既定認識，並將病毒世界從簡單的小型製劑擴展到與一些細菌一樣複雜的形式。由於它們與疾病的聯繫以及對它們進行定義的困難–它們是生物實體，但在現有的生命樹中並不適合–病毒激發了許多人的好奇心。

科學家們長期以來一直對病毒如何進化感興趣，特別是當涉及到巨型病毒時，它們可以在宿主的幫助下產生新的病毒–與大多數小型病毒相反，它們利用宿主的機器來進行複制。

儘管巨型病毒不是大多數人在談到病毒時想到的東西，但它們實際上在海洋和其他水體中非常常見。它們感染單細胞水生生物，對後者的數量有重大影響。事實上，印度理工學院（IIT）孟買分校的分子病毒學家Kiran Kondabagil博士提出：“由於這些單細胞生物極大地影響了海洋中的碳周轉，病毒在我們世界的生態中有著重要的作用。因此，研究它們和它們的進化，與研究致病病毒一樣重要。”

在最近的一項研究中，Kondabagil博士和共同研究員Supriya Patil博士對參與擬菌病毒DNA複製機制的主要基因和蛋白質進行了一系列分析，該研究結果已發表在《分子生物學與進化》上。他們的目的是確定在有關擬菌病毒進化的兩個主要建議中，哪一個–減少假說和病毒先行假說–更受其結果支持。減少假說表明，巨型病毒是從單細胞生物中出現的，並隨著時間的推移而脫落基因；病毒先行假說表明，它們在單細胞生物之前就已經存在，並獲得了基因。

Kondabagil博士和Patil博士用複制蛋白創建了系統“發育樹”，並發現那些來自擬菌病毒的蛋白與真核生物的關係比與細菌或小型病毒的關係更為密切。此外，他們還使用了一種叫做多維縮放的技術來確定Mimiviral蛋白質的相似程度。更大的相似性將表明這些蛋白質是共同進化的，這意味著它們在一個具有協調功能的更大的蛋白質複合物中聯繫在一起。而事實上，他們的發現顯示了更大的相似性。最後，研究人員表明，與DNA複製有關的基因與淨化選擇相似，並屬於淨化選擇的範疇，淨化選擇是指去除有害基因變體的自然選擇，約束基因並防止其序列變化。這種現象通常發生在基因參與生物體的基本功能（如DNA複製）的時候。

綜上所述，這些結果意味著Mimiviral DNA複製機器是古老的，並經過了很長一段時間的進化。這使我們縮小了對還原假說的研究範圍，該假說認為DNA複製機器已經存在於單細胞祖先中，巨型病毒是在擺脫了祖先中的其他結構後形成的，只留下基因組中與復制有關的部分。

“我們的發現非常令人興奮，因為它們為地球上的生命如何進化提供了信息，”Kondabagil博士說。“因為這些巨型病毒可能早於單細胞祖先變成細菌、古細菌和真核生物的多樣化，它們應該對真核生物的後續進化軌蹟有重大影響，而真核生物是它們的宿主。”

在對基礎科學知識的這種貢獻之外的應用方面，Kondabagil博士覺得他們的工作可以為基因工程和納米技術等技術的轉化研究奠定基礎。他說：“對病毒自我複制和自我形成機制的進一步了解意味著我們有可能修改這些病毒以復制我們想要的基因，或者根據病毒的功能創造納米機器人。其可能性是深遠的！”