新冠以外的病毒发现正在改写生物学 《自然》长文( 二 )
Schulz无法不注意到 ， 在细菌的基因组中有一大块病毒基因组（非常明显 ， 因为有病毒衣壳基因） ， 拥有高达157万对碱基对[2
。 后来发现这是种巨型病毒 ， 属于一类基因组和绝对尺寸都很大的病毒（通常直径200纳米以上） 。 这类病毒侵染变形虫、海藻等其他原生生物 ， 因此处在一个能影响水陆生态系统的位置上 ，
Schulz如今是美国能源部联合基因组研究所的一名微生物学家 ， 他决定在宏基因组数据库中寻找相关的病毒 。 Schulz及其同事在2020年发表的一篇文章中[3
就描述了包含巨型病毒的群中2000余个基因组；在此之前 ， 公共数据库中仅存有205个这样的基因组 。
病毒学家也在人体内寻找新病毒物种 。 病毒生物信息学家Luis Camarillo-Guerrero和维康桑格研究所的同事合作 ， 分析了人肠道的宏基因组并建立了一个数据库 ， 囊括了14万多种噬菌体 ， 半数以上都是新发现的 。 他们的研究[4
于二月发表 ， 发现感染我们肠道细菌的最常见噬菌体是一类被称为crAssphage的病毒（2014年以发现它的交叉组装软件命名） ， 这一发现与他人的结果相符 。 Camarillo-Guerrero说 ， 除了它们的丰富性外 ， 人们对这类病毒对人体微生态有何影响所知甚少 。 他目前就职于DNA测序公司Illumina 。
宏基因组虽然检出了多种病毒 ， 但忽略的也不少 。 一般的宏基因组并不测RNA病毒 ， 于是爱尔兰科克大学微生物学家Colin Hill及其同事 ， 在名为宏转录组的RNA数据库中寻找RNA病毒 。 这些数据通常用于了解一个群体中正积极转录为信使RNA以制造蛋白的基因 ， 但RNA病毒基因组也会从中出现 。 Colin Hill团队利用计算技术从数据中提取病毒序列 ， 在淤泥和水体样本的宏转录组发现了1015个病毒基因组[5
。 又一次 ， 研究者们在单篇研究中大大增加了已知病毒的数量 。
图为巨型病毒图邦病毒（tupanvirus） ， 在阿米巴变形虫身上发现 ， 长1000多纳米 ， 其编码基因是已知病毒中最大的 。 图源：J. Abrah?o et al./Nature Commun.
虽说这些技术偶尔会整合出并不真实的病毒基因组 ， 但是研究人员会利用质控技术防止这种情况 。 除此之外 ， 还有其他盲点 。 举个例子 ， 如果单个病毒基因组变化很大的话 ， 这种病毒就很难为人发现 ， 因为计算机软件很难把相距甚远的序列拼凑起来 。
另一种方法是每次只测一个病毒的基因组 ， 阿利坎特大学的微生物学家Manuel Martinez-Garcia就是这么做的 。 他决定尝试通过分选仪缓滴海水来分离单个病毒 ， 扩增其DNA然后测序 。
第一次他发现了44个基因组 ， 后来发现其中一种对应的是海洋中最丰富的病毒[6
。 这种病毒非常多样——其遗传拼图彼此差异巨大——所以宏基因组研究从未检出过其基因组 。 研究团队将其命名为37-F6 ， 这源于它最初实验室培养皿的编号 ， 但Martinez-Garcia调侃道 ， 既然这种病毒这么能藏 ， 就藏在我们眼前 ， 它就该跟着虚构的超级间谍詹姆斯·邦德 ， 叫007 。
病毒演化树
海洋病毒邦德缺个正式的拉丁种名 ， 其实过去十年里 ， 宏基因组发现的上千个病毒基因组大多都没有正式种名 。 发现这些序列让ICTV面临两难：单凭一个基因组够不够命名一种病毒？到2016年 ， 科学家仍需培养出病毒及其宿主 ， 才能向ICTV提请一个新病毒物种、新分类种 ， 很少有例外的情况 。 而在那年 ， 病毒学家们经过唇枪舌战 ， 最终达成共识：基因组就够了[7
。
于是新病毒、新种群的申请蜂拥而来（见“病毒家族壮大”） 。 但是彼此间的演化关系常不清楚 。 病毒学家主要根据病毒形状（比如说瘦长 ， 或者有一头伴一尾）、基因组（DNA或RNA ， 单链或双链）给病毒分类 ， 但这无法揭示多少关于共同祖先的信息 。 举个例子 ， 双链DNA病毒可能有至少4次独立起源 。
来源：ICTV
起初的ICTV病毒分类跟细胞生物谱系图截然不同 ， 只涉及演化分级中较低的几级 ， 从种、属到目——类似多细胞生物分类中灵长目或针叶树的等级 。 之前没有再高的等级了 。 而且很多病毒科都是独立存在的 ， 跟其他病毒没有亲缘关系 。 因此 ， ICTV于2018年增添了更高的等级：纲、门、界[8
。
最上层等级为“域（realms）” ， 对应的是细胞生物的“域（domains）”——细菌域、古细菌域和真核生物域——（英文）用词不同 ， 用以区分两个演化树 。 （几年前 ， 曾有科学家提出某些病毒可以融进细胞生物的演化树上 ， 但这一想法没有得到广泛认同 。 ）
ICTV勾勒了病毒演化树的分支 ， 并将RNA病毒归为核糖病毒域（Riboviria） 。 SARS-CoV-2及其他冠状病毒都是单链RNA基因组 ， 因此属于此域 。 但后面的种系分类 ， 就要依靠病毒学家了 。 巧的是 ， 美国国家生物技术信息中心的演化生物学家Eugene Koonin已经组建了一支研究队伍 ， 分析所有病毒的基因组 ， 结合病毒蛋白的最新研究 ， 建立了第一版病毒分类系统[9
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