Cell：巨型DNA病毒编码类似于真核细生物的蛋白质翻译机制

在一项发表于《细胞》杂志的新研究中，研究人员描述了一种在巨型DNA病毒（giant virus）中发现的、与真核细胞机制相当的新型蛋白质生成机制。这一发现挑战了病毒缺乏蛋白质合成机制的传统观点，并模糊了细胞生命与病毒之间的界限。

病毒中的蛋白质生产

细胞生命通过解码信使RNA序列的过程（称为翻译）来完成蛋白质生产。事实上，大多数基因都具有与蛋白质合成相关的功能。然而，病毒不是细胞，也不包含细胞。

"与生物体相比，病毒不能独立复制，并且依赖宿主细胞来执行繁殖所需的许多生物过程。尽管病毒编码参与DNA复制和转录的蛋白质，但传统观点认为，所有病毒在病毒蛋白质合成方面都普遍依赖宿主细胞的翻译机制。"这项新研究的作者解释道。

巨型DNA病毒则稍有不同。这些病毒的大小可以与细菌相当，拥有异常大的基因组，并编码与细胞翻译因子同源的基因。它们通常感染单细胞真核宿主，最显著的是变形虫、藻类和其他原生生物。先前的研究表明，巨型病毒编码tRNA、氨酰-tRNA合成酶和推定的翻译因子。然而，研究人员仍然不确定巨型病毒为何编码这些翻译因子，以及它们是有功能的还是进化残留物。

巨型病毒中的功能性翻译起始复合物

参与这项新研究的团队着手确定巨型DNA病毒是否拥有一个功能性的翻译起始复合物，以及它如何影响病毒复制。他们使用巨型病毒——棘阿米巴多食棘阿米巴米米病毒作为模型。他们使用质谱、晶体学和同源性搜索来识别蛋白质，并将其命名为病毒IF4A和病毒IF4E。这些蛋白质与真核细胞中发现的eIF4A和eIF4E蛋白同源。

团队发现，这些蛋白质来自于病毒中一个称为vIF4F的功能性帽结合翻译起始复合物，该复合物与真核生物的eIF4F同源。

"在这里，我们发现巨型DNA病毒编码一个IF4F mRNA帽结合复合物，这是真核生物蛋白质合成的特征，在感染期间控制翻译。病毒IF4F在感染后期协调结构蛋白的合成，这种转录特异性调控是通过病毒IF4F介导的m7G帽识别中的进化创新实现的。"研究作者解释道。

团队还生成了每个vIF4F亚基的敲除病毒，并进行了核糖体分析、RNA测序和电子显微镜观察。这使他们能够测试病毒在没有vIF4F的情况下是否能正常运作。他们发现，破坏vIF4F会严重损害病毒复制和结构蛋白合成，这意味着病毒依赖该复合物才能繁盛。

对宿主应激的反应

研究人员还测试了病毒对宿主应激（如饥饿、内质网应激、氧化应激或冷休克）的反应。他们发现，总体而言，米米病毒表达vIF4F使其对宿主细胞应激的抵抗力增强，冷休克除外。

"引人注目的是，尽管野生型APMV的复制对营养剥夺、毒胡萝卜素诱导的内质网应激或甲萘醌诱导的氧化应激具有高度抵抗力，但与基线宿主条件相比，缺乏完整vIF4F的病毒在病毒产量上表现出额外的1-2个对数的缺陷。18°C的冷休克对病毒复制有普遍的负面影响，表明某些应激途径无法通过vIF4F的活性来规避。"研究作者写道。

这项研究的结果揭示了病毒如何适应极端环境并逃避宿主防御。病毒翻译因子的进化起源及其在塑造真核生物翻译中的作用在很大程度上仍然未知。可能是巨型病毒从它们的真核宿主那里获得了基因，改变了它们的进化以模仿这些过程。进一步的研究可以探索这些进化起源。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

J. Maximilian Fels et al, Giant DNA viruses encode a hallmark translation initiation complex of eukaryotic life, Cell (2026). DOI: 10.1016/j.cell.2026.01.008.