1月27日,，在出版的《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一項研究成果表明，密歇根州立大學(xué)的研究人員觀察到一種新型病毒進化的突變過程,，該過程清楚地顯示出病毒如何簡單地使疾病產(chǎn)生危險突變,。
科學(xué)家們對那些可修改病毒的基因組進行排序時發(fā)現(xiàn)，通常病毒會產(chǎn)生四個突變,，那些沒能找到新途徑進入宿主細胞的病毒盡管有四個突變,，但這些突變從不同時發(fā)生。
而新研究發(fā)現(xiàn),，一種被稱為噬菌體“λ”的病毒,，在其進化過程中能夠找到一種新的方式去攻擊寄主細胞大腸桿菌，它可以在極短的時間內(nèi)完成所有四次突變過程,。這種病毒可以傳染細胞,，特別是普通E型大腸桿菌。λ病毒本身對人體并無危害,，但這項研究首次揭示了該病毒是如何進化成復(fù)雜而又具有潛在危險特質(zhì)的過程,。
該項研究的主要承擔(dān)人賈斯汀·邁耶說：“第一次看到λ病毒這種新的進化過程，以及它的這種進攻能力和通過一種新的受體迅速進入宿主細胞的方式,，讓我們感到非常吃驚,。當(dāng)我們重復(fù)實驗過程時發(fā)現(xiàn)，這種現(xiàn)象一遍遍地發(fā)生著。”
日前,，美國和荷蘭科學(xué)家制備了一種致命禽流感病毒,。邁耶認(rèn)為，盡管禽流感病毒成為可在人類傳染的病毒僅需5次變異,，但這種病毒能夠自然而然地在突然間完成所有突變是不太可能的,。如果每步條件都允許，它可以循序漸進地進化,，一步一步地完成進化過程,。(生物谷 Bioon.com)
doi:10.1126/science.1214449
PMC:
PMID:
Repeatability and Contingency in the Evolution of a Key Innovation in Phage Lambda
Justin R. Meyer, Devin T. Dobias, Joshua S. Weitz, Jeffrey E. Barrick,Ryan T. Quick, Richard E. Lenski
The processes responsible for the evolution of key innovations, whereby lineages acquire qualitatively new functions that expand their ecological opportunities, remain poorly understood. We examined how a virus, bacteriophage λ, evolved to infect its host, Escherichia coli, through a novel pathway. Natural selection promoted the fixation of mutations in the virus’s host-recognition protein, J, that improved fitness on the original receptor, LamB, and set the stage for other mutations that allowed infection through a new receptor, OmpF. These viral mutations arose after the host evolved reduced expression of LamB, whereas certain other host mutations prevented the phage from evolving the new function. This study shows the complex interplay between genomic processes and ecological conditions that favor the emergence of evolutionary innovations.
