夏威夷大學馬諾阿分校（University of Hawai’i at Mānoa）的研究人員發現了一種名為FloV-SA2的病毒，它編碼了核醣體生產所需的一種重要蛋白質。 核醣體是將遺傳訊息轉化為蛋白質–生命的基本組成部分–的關鍵細胞結構。 這是首次發現真核病毒（感染植物、動物或真菌等生物的病毒）能夠編碼這種蛋白質。

病毒本質上是包裹在蛋白質外殼中的遺傳物質包。 它們透過入侵宿主細胞並利用宿主細胞的複製機制來繁殖更多的病毒。 雖然較簡單的病毒幾乎完全依賴宿主細胞來完成這個過程，但較大且較複雜的病毒通常會產生各種蛋白質來協助其複製。

在細胞中，核醣體（如灰色圓球所示）會讀取RNA 訊息，並將訊息轉化為蛋白質。 研究人員推測，在感染過程中，核醣體中通常由藻類細胞提供的一種成分–eL40（綠色橢圓形）被病毒產生的一種類似蛋白質（紅色橢圓形）所取代，從而改變了核醣體的特異性，使其優先讀取病毒產生的資訊。 圖片來源：Thomy/ UH Mānoa

研究的第一作者、Daniel K. Inouye 微生物海洋學研究與教育中心（C-MORE）和馬諾阿大學海洋地球科學與技術學院（SOEST）海洋學系博士後研究員朱莉-托米（Julie Thomy ）說：”我們很高興發現這種病毒編碼一種名為eL40 的核醣體蛋白，病毒可以從改變這一關鍵的細胞機制中獲益，這是有道理的，但在任何真核生物病毒中都沒有這方面的證據。

發現這種病毒是SOEST 海洋病毒生態實驗室（MarVEL）成員為分離和鑑定生活在海洋中的新病毒所做的更大努力的一部分。 前海洋學研究生剋里斯托弗-施瓦茨（Christopher Schvarcz）從夏威夷奧阿胡以北60 英里的ALOHA 站採集水樣，隨後分離出數十種病毒。 其中包括FloV-SA2，它會感染一種名為Florenciella的浮游植物種。

陰性染色的FloV-SA2 病毒顆粒的透射電子顯微鏡照片。 刻度線： 100 奈米。 圖片來源：Thomy/UH Mānoa

「克里斯分離病毒的效率非常高，他在離開之前無法對所有病毒進行分析，」負責該計畫的海洋學教員格里格-斯圖爾特（Grieg Steward）說。 “對這種病毒的詳細分析必須等到托米博士加入實驗室，但這是值得等待的！”

先前的發現表明，與FloV-SA2 病毒一樣，其他所謂的”巨型”病毒也編碼參與各種新陳代謝過程的蛋白質。 有些基因，如參與發酵或感光的基因，在病毒中發現似乎是個令人驚訝的功能。 這些基因一定有助於病毒的複製，但就像核醣體蛋白一樣，如何複製並不總是很清楚。 研究人員現在的重點是弄清楚病毒如何以及何時使用這種蛋白質的細節。

準備部署的CTD 水採樣器。 圖片來源：Kelsey Maloney

托米說：”我們的工作假設是，透過將自身的一種蛋白質插入核醣體，病毒改變了這一關鍵機制，使其有利於生產病毒蛋白質，而不是通常的細胞蛋白質。”

“病毒是海洋生態系統功能不可或缺的一部分，它影響生物生產力，改變群落相互作用，推動進化變化，”Steward 說。 「這項發現揭示了海洋中病毒與浮游植物（海洋生態系統的基礎）相互作用的複雜方式的新細節，同時也為我們了解病毒生物學的基本原理開闢了新途徑。”

科學家預計，FloV-SA2 將成為一個有價值的模型系統，用於研究病毒操縱細胞新陳代謝、重新分配宿主資源和能量的新機制。

編譯自/ scitechdaily