巨型病毒中发现类CRISPR系统意味着什么？

奋斗的小鸟

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature17146.html
http://www.nature.com/news/crispr-like-immune-system-discovered-in-giant-virus-1.19462

第一次听说原来还有virophage，非常有意思的发现。
原文地址：https://www.zhihu.com/question/41066833

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太长不看版：
1. 病毒也可以有寄生体，被称为噬病毒体
2. 噬病毒体可以干扰宿主病毒的复制
3. 噬病毒体是否属于卫星病毒尚存异议
我们小学二年级就学到过，病毒是一种寄生体。它们没有细胞结构，必须通过寄生于细胞才能够复制。如果继续套娃的话，那么病毒的病毒（以下称为噬病毒体）应当是依赖宿主病毒才能复制的寄生体。噬病毒体的发现和另外一种神奇的病毒息息相关-巨大病毒。
病毒也可以很大
传统意义上病毒应当是非常微小的，光学显微镜下不可见的生物。然而生物界当中总是不缺少意外的，80年代早期科学家在调查军团菌（自然条件下有很多是需要寄生在阿米巴原虫当中的）时发现了一些看起来像是小的革兰氏阳性球菌（传说中的金黄色葡萄球菌就是革兰氏阳性球菌）。在电子显微镜下这个“细菌”才显现出它的真面孔，即使直径约600 纳米，它却具有一个多面体对称的常见于病毒的结构，被称为米米病毒（mimivirus）(Colson  et al. 2017)。
米米病毒是一种双链DNA病毒，除了巨大以外还有许多独特的特征：它的1.2兆DNA基因组的大小可以媲美一些细菌；自带转录因子，tRNA合成酶和编码六种tRNA等等(Colson  et al. 2017)。要知道传统上看病毒应当是一种很“懒”的生物，只会自带一些十分必要的基因（至少RNA病毒是这样）。最为离谱的是，它居然还具有一套很可能类似于CRISPR的免疫系统，名为MIMIVIRE(Levasseur  et al. 2016)。作为寄生体的米米病毒，究竟要免疫谁呢？



图片来源(Colson et al. 2017)

病毒的寄生虫-噬病毒体(virophage)
在另外一种巨大病毒玛玛病毒（mamavirus，不得不说这群人起名有点恶趣味）在阿米巴原虫当中复制时会形成一个病毒工厂来生产新的玛玛病毒，然而在这个工厂当中科学家却观察到了另一种更小的多面体（～50纳米），暗示着另外一种病毒的存在（这里要说并不是所有的病毒都有多面体结构）。进一步的研究显示，这种病毒仅仅在玛玛病毒感染阿米巴原虫时才能复制，并且这种未知病毒（sputnik）复制时会干扰玛玛病毒的正常形成和降低玛玛病毒的产量，少数情况下sputnik会被包裹进入新形成的玛玛病毒当中。这种新的病毒被归类为噬病毒体(La Scola et al. 2008)。
后续研究陆续发现了新的噬病毒体，其中一个有趣的存在是一种被称为mavirus的噬病毒体。众所周知，我们的基因组当中存在着许多内源性病毒，它们在历史上的某个阶段感染并整合进某个幸运的生殖细胞当中被保留下来，虽然被认为基本上失去活性，但有些产物依然起着十分重要的作用（这是一个十分有趣的话题，改日再聊）。在原生动物（阿米巴原虫是其中之一）当中也存在着这么一段被称为前病毒的序列，当这个原生动物被一种巨大病毒感染时会被激活并制造出噬病毒体，这些噬病毒体可能并不能保护这只原生动物，但是可以保护其他的原虫，形成了十分有趣的生态现象。你似乎也可以把mavirus视为这些原虫群体免疫系统的一部分(Fischer & Suttle 2011; Fischer  & Hackl 2016)。



图片来源(La Scola et al. 2008)

噬病毒体与卫星病毒
至此，接受过高于二年级微生物学教育的同学们似乎有想到一个问题，这些噬病毒体与卫星病毒有什么区别？卫星病毒也是一种依赖于助手病毒（helper virus）才能够复制的病毒，比较经典的有丁肝病毒（HDV），它的“宿主”or“助手”病毒是乙肝病毒(Mentha et al. 2019)。丁肝病毒几乎所有的蛋白都来自于乙肝病毒，自身仅仅由一段～1680碱基大小的基因组表达一种蛋白（神奇但无关的是：这段两端共价相连，中间大部分碱基配对的RNA基因组似乎由宿主的DNA为模板的RNA聚合酶复制）(Mentha et al. 2019)。当两种病毒共同感染时，通常会导致两种病毒都被宿主消除；而当HDV感染已有慢性乙肝的患者时会加重肝炎的破坏。可见，丁肝病毒作为卫星病毒似乎和噬病毒体有诸多相似点(Negro 2014)。
事实上，噬病毒体究竟是否属于卫星病毒是一个值得辩论的问题（看科学家吵架！）(Krupovic  & Cvirkaite-Krupovic 2011b; Krupovic & Cvirkaite-Krupovic 2011a;  Fischer 2011)。从定义上看，噬病毒体符合卫星病毒依赖于助手病毒复制的定义。可以理解的是，作为噬病毒体的发现者认为由于噬病毒体具备一些独特的特性：较大的基因组和干扰助手病毒复制。然而这些特征也被指出并非噬病毒体独有。
个人认为，虽然噬病毒体作为独立于卫星病毒存在的单独分类似乎有些牵强，但噬病毒体依然具有许多有趣的特征，毫无疑问的扩展了我们对病毒世界的理解，且可能存在着生态学和进化方面的重要意义。一点扩展，虽然很可能人们已经想到的是，可否利用噬病毒体/卫星病毒用作治疗病毒感染。

参考文献
Colson P, La Scola B,  Levasseur A, Caetano-Anollés G & Raoult D (2017) Mimivirus: leading the  way in the discovery of giant viruses of amoebae. Nature Reviews  Microbiology 2017 15:4 15, 243–254. Available at:  https://www.nature.com/articles/nrmicro.2016.197 [Accessed December 21, 2023].
Fischer MG (2011) Sputnik  and Mavirus: more than just satellite viruses. Nature Reviews Microbiology  2011 10:1 10, 78–78. Available at:  https://www.nature.com/articles/nrmicro2676-c1 [Accessed January 1, 2024].
Fischer MG & Hackl T  (2016) Host genome integration and giant virus-induced reactivation of the  virophage mavirus. Nature 540, 288–291. Available at:  https://www.nature.com/articles/nature20593 [Accessed December 21, 2023].
Fischer MG & Suttle CA  (2011) A virophage at the origin of large DNA transposons. Science (1979)  332, 231–234. Available at:  https://www.science.org/doi/10.1126/science.1199412 [Accessed December 21,  2023].
Krupovic M &  Cvirkaite-Krupovic V (2011a) Sputnik and Mavirus: not more than satellite  viruses. Nature Reviews Microbiology 2011 10:1 10, 78–78. Available at:  https://www.nature.com/articles/nrmicro2676-c2 [Accessed December 21, 2023].
Krupovic M &  Cvirkaite-Krupovic V (2011b) Virophages or satellite viruses? Nature  Reviews Microbiology 2011 9:11 9, 762–763. Available at:  https://www.nature.com/articles/nrmicro2676 [Accessed December 21, 2023].
Levasseur A, Bekliz M,  Chabrière E, Pontarotti P, La Scola B & Raoult D (2016) MIMIVIRE is a  defence system in mimivirus that confers resistance to virophage. Nature  2016 531:7593 531, 249–252. Available at:  https://www.nature.com/articles/nature17146 [Accessed January 1, 2024].
Mentha N, Clément S, Negro F  & Alfaiate D (2019) A review on hepatitis D: From virology to new  therapies. J Adv Res 17, 3–15.
Negro F (2014) Hepatitis D  Virus Coinfection and Superinfection. Cold Spring Harb Perspect Med 4,  a021550. Available at:  http://perspectivesinmedicine.cshlp.org/content/4/11/a021550.full [Accessed  December 21, 2023].
La Scola B, Desnues C,  Pagnier I, Robert C, Barrassi L, Fournous G, Merchat M, Suzan-Monti M,  Forterre P, Koonin E & Raoult D (2008) The virophage as a unique parasite  of the giant mimivirus. Nature 455, 100–104. Available at:  https://www.nature.com/articles/nature07218 [Accessed December 21, 2023].

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常见病研究的一个主要目标是确定致病基因，从而阐明生物学机制并探寻药物靶点。全基因组关联研究（GWAS）已经确定了数千种与疾病结果和疾病相关表型相关的遗传变异，但这些关联几乎总映射到非编码区域，因此难以捉摸它们的靶基因和功能，这也被称为variant-to-function（V2F）问题。
最近的研究使用统计精细定位来识别可能因果GWAS变异和功能基因组学，以找到候选顺式调控组件（candidate cis-regulatory elements，cCREs）及其靶基因。其他研究则对非编码调控组件进行了基于CRISPR的沉默或诱变筛选，以确定目标基因。
近日，纽约基因组中心的科研团队在《Science》上发表题为“Discovery of target genes and pathways at GWAS loci by pooled single-cell CRISPR screens”的研究文章，结合上述方法并开发出STING-seq（Systematic Targeted Inhibition of Noncoding GWAS loci coupled with single-cell sequencing），使用单细胞CRISPR筛选来识别非编码GWAS位点的靶基因。
其中，研究人员发现了91个非编码血液性状GWAS位点的124个顺式靶基因。他们还使用碱基编辑STING-seq（BeeSTING-seq）插入了特定的GWAS变体，将碱基编辑与单细胞多组学相结合。总得来说，该平台能实现人类非编码变异靶基因和机制的大规模并行顺、反式表征。




精细绘制多血统性状GWAS，识别候选CREs
血细胞具备高多基因性，与多种常见疾病有关联，数据库中有大规模可用的基因分型个体，故被选作研究对象。研究人员检查了英国生物银行（UKBB）中29种血液性状GWAS和来自血细胞联盟（BCX）的15种性状，同时进行了多血统和个体人群分析。
研究人员对29个UKBB血液性状GWAS进行统计精细定位，发现在所有BCX种群特异性GWAS中（不包括欧洲血统），每个性状有42个条件独立信号和418个精细定位变异。超过90%的精细定位变异位于基因组的非编码区域。
研究人员针对来自不同GWAS的cCRES，通过将精细定位的非编码变体与增强子活性的生化标志相交。K562细胞是成熟且特征明确的血液性状模型，在其中确定了具有红细胞特异性效应的遗传变异，转录因子占用相较于人类原红细胞强烈保守，基因表达和开放染色质谱与人类红细胞祖细胞相似，Hi-C中启动子互作区域富含血液性状GWAS变异。
功能基因组数据产生了大量来自UKBB和BCX GWAS的可靶向变体，究人员选择了精细定位的GWAS基因座（294个变体）或10个最可能的变体（249个变体）中概率最高的变体。此外，还优先考虑来自非欧洲血统的变体。总体而言，研究人员从BCX多血统分析（339个变体）、BCX非欧洲血统（118个变体）和UKBB欧洲血统（86个变体）中选择变体。



优化的双抑制子CRISPRi系统
为了扰乱选定的cCREs，研究人员设计了双抑制子KRAB-dCas9-MeCP2系统，在靶向转录起始位点（TSS）或增强子位点时，其基因抑制比单抑制子（KRAB-dCas9）系统高50-60%。研究人员使用~2,000个CRISPR引导RNA（gRNA）的汇集文库进一步表征双抑制子CRISPRi，该文库靶向与~250个必需基因的TSS不同距离的位点。研究人员发现双抑制子CRISPRi具有聚焦活性窗口，抑制最小超过1kb，并且大多数活性gRNA位于距离TSS的-400至850nt之间。
大规模并行检测，扰乱CREs并探寻靶基因
研究人员设计了STING-seq gRNA文库，使用双抑制子CRISPRi（KRAB-dCas9-MeCP2）靶向血性状cCRE，并对gRNAs进行了最小的脱靶活性优化。研究人员还在STING-seq文库中嵌入了几种对照gRNAs，通过流式细胞术估计每个细胞的平均扰动次数，多个gRNAs靶向编码细胞表面蛋白（CD55）的基因。
在高感染复数（MOI）下，研究人员用混合文库病毒转导K562细胞，通过流式细胞术对CD55进行验证。同时，从单个细胞中捕获了四种不同的模式：CRISPR gRNAs、转录组、通过寡聚标记抗体的细胞表面蛋白质组，和单细胞混样技术（Cell hashing）。分析发现，每个细胞的gRNAs中位数为13个，每个cCRE靶向中位数为978个细胞。
为了进行差异表达测试，研究人员最近开发了一种条件重采样方法（SCEPTRE），可对CRISPR单细胞数据集进行最先进的校准，以将扰动与基因和蛋白质表达的变化联系起来。使用SCEPTRE，研究人员将每个cCRE的gRNAs组合在一起，执行成对测试，每个cCRE测试的基因中位数为500kb以内的7个基因的顺式效应。研究发现，非靶向gRNAs没有效果，对照基因的表达或蛋白质水平降低，错误发现率（FDR）为5%。在大多数情况下，当同时存在H3K27ac和开放染色质峰时，GWAS变体的顺式靶基因更有可能被识别。



大多数顺式靶基因也是距离变异最近的基因。接下来，研究人员描述了通过STING-seq和其他方法鉴定的顺式靶基因之间的一致性。为了识别锚定在三维空间中与H3K27ac结合的染色质的基因启动子，研究人员在K562细胞中生成了H3K27ac HiChIP文库。在134个STING-seq CREs及其124个目标基因中，观察到32个CREs中相同的基因被H3K27ac HiChIP识别，27个CREs中相同的基因通过表达数量性状位点（eQTL）定位相同的精细-映射变体，以及通过血液性状的转录组范围关联研究（TWAS）鉴定了73个CREs中相同的基因。
虽然TWAS对目标基因识别的敏感性相当高（54%），但研究人员和其他人发现使用这种方法的特异性可能较低。此外，具有精细定位GWAS变体的54个CREs对增强子活性或转录因子结合具有等位基因特异性影响，表明这些变体在其各自的CREs中是因果关系。
鉴定致病变异及其对基因和蛋白表达的影响
在STING-seq数据集中，研究人员确定了多行正交证据汇聚的示例，以解释CREs如何调节顺式靶基因，通过实验性CREs基因作图确定了最可能的因果GWAS变异。
为了解开具有多个顺式靶基因的位点，研究人员结合靶向CREs抑制和基因抑制。例如，与单核细胞计数相关的基因座处的先导变异（rs7416513），映射到CRYBG2和CD52基因体之间的基因间区域，具有最接近TSS的基因是UBXN11。鉴于此，尚不清楚这些基因中的哪些可能是目标基因。该变体也是基因座中多个基因（CD52、CRYBG2、SH3BGRL3和ZNF593）的精细定位血细胞eQTL，进一步模糊了目标基因。
抑制rs7416513-CREs后，研究人员检测到CD52是最显著改变的基因，ZNF593的表达也有微弱变化，对SH3BGRL3或CRYBG2没有影响。直接靶向CD52不影响ZNF593表达，表明rs7416513-CREs对多个基因具有多效性调节作用。
使用单细胞蛋白质组学，研究人员还检测到rs7416513-CREs抑制后细胞表面CD52蛋白表达显著降低，表明具有GWAS变体的CREs不仅调节顺式靶基因表达，还调节蛋白质表达。
CD52蛋白可与alemtuzumab靶向，以改善骨髓增生异常综合征患者的临床结局，这可能是单核细胞计数GWAS关联的致病基因。rs7416513衍生的C等位基因与多血统meta分析中的单核细胞计数增加有关，并且还与单核细胞中CD52表达增加有关，突出了STING-seq将变异与可药物基因联系起来，并识别可能影响对alemtuzumab等药物反应的变异的能力。
使用非欧洲和多血统GWAS发现靶基因
大多数GWAS基因座都是使用欧洲血统个体识别的，最近使用非欧洲血统和将多个血统组合用于GWAS的努力产生了许多新的关联。研究人员从非欧洲血统的GWAS变体中鉴定了16个具有顺式靶基因的CREs。
例如，研究人员将ATP1A1鉴定为仅在非洲血统中与中性粒细胞计数相关的基因座的靶基因。主要变体（rs6674304）在具有非洲血统的个体中被精细映射为似是而非的因果关系，但在具有欧洲血统的个体中则不然。尽管rs6674304没有映射到任何cCREs，但统计精细映射指定了另外三个确实映射到cCREs的变体（rs6660743、rs12087680和rs7544679）。
研究人员使用STING-seq靶向所有三种变体，发现靶向rs12087680-CREs揭示了顺式靶基因ATP1A1。这表明，使用非欧洲和多祖先GWAS的STING-seq可以识别新的性状基因。
APOE和APOC1基因座中的多效性CREs
在少数STING-seq CREs中存在多个顺式靶基因，这些基因可能是直接调节多个基因，或间接影响单个顺式靶基因驱动的其他附近基因。如果没有额外的扰动或已知的基因调控网络，这些结果可能很难区分。
例如，研究人员发现rs1065853是先导变异体，映射到APOE和APOC1基因体之间的基因间区域，APOE是最接近的基因，也与高和低密度脂蛋白水平相关。先前的研究表明，编码载脂蛋白E和C1的APOE和APOC1会影响血脂和多种疾病，包括心血管疾病和阿尔茨海默病。
当抑制rs1065853-CREs后，APOE和APOC1的表达显著降低。为了区分直接和间接调节，研究人员在K562中使用了先前的全基因组扰动串行（GWPS）研究来推断APOE或APOC1是否相互调节。研究表明rs1065853-CREs可能单独靶向APOC1或同时靶向APOC1和APOE。这些基因协同调节脂质代谢，因此其共同调节是可能有助于性状关联的调节多效性。
使用beeSTING-seq直接插入GWAS变体
接下来，研究人员试图扩展STING-seq方法，以通过碱基编辑精确插入精细定位的GWAS变体。研究人员将胞嘧啶碱基编辑器（FNLS-BE3）融合到PAM柔性Cas9变体（SpRY），并使用旨在破坏CD46中剪接点的gRNA验证活性。
当靶向不同PAM的剪接位点时，CD46敲低率高达~70%，平均敲低效率为27%，类似于之前使用碱基编辑的合并筛选。然后，研究人员进行了单细胞合并碱基编辑筛选（beeSTING-seq），目标是将46个C>T精细定位的GWAS变体映射到42个STING-seq鉴定的CREs。研究人员测试了对已知靶基因的直接影响，发现其中有32个具有至少两个一致效应的gRNAs。研究人员鉴定了三组beeSTING-seq gRNAs，它们对使用STING-seq（5% FDR）鉴定的相同靶基因具有顺式调控作用。



CREs驱动、剂量依赖性转录组范围的基因表达变化
为了解GWAS-CREs对整个基因组基因表达的影响，研究人员进行了转录组差异表达测试。应用严格的（1%）FDR来鉴定反式中的靶基因，并再次发现使用非靶向gRNA进行良好的校准。研究发现，在顺式中靶向转录因子（TFs）GFI1B，NFE2，IKZF1，HHEX和RUNX1以及microRNAs（miRNAs） miR-142和miR-144/451宿主基因的CREs的反式效应。这些TFs和miRNAs在造血干细胞分化中起关键作用。



对于GFI1B，研究人员确定了两个具有反式效应的独立CREs。一种与单核细胞百分比和嗜碱性粒细胞计数相关的变体（rs524137）映射到GFI1B下游11.5kb的基因间CREs。另一个变体（rs73660574）与几个红细胞特征相关，映射到GFI1B内含子中的CREs。这些CREs对GFI1B表达表现出独立的剂量效应，rs524137-CREs的效应比rs73660574-CREs强约70%。
研究人员发现CREs的反式调节作用之间存在线性剂量关系，这与其对顺式（GFI1B）表达的影响差异一致。在同一细胞中使用单细胞蛋白质组学，发现GFI1B网络中九个基因的蛋白质水平变化，转录物表达和蛋白质水平的变化高度相关。这些发现表明了映射到CREs的GWAS变体如何扰乱监管网络，以及RNA水平变化也会改变蛋白质表达。
许多GWAS功能解释方法局限于专注附近的蛋白质编码基因，而忽略了相关的非编码RNAs。通过STING-seq，研究人员还确定了microRNA的调控网络，这些网络可以对基因调控产生广泛的影响。
研究人员还使用beeSTING-seq分析了直接变异插入的反式效应。在插入分别映射到HHEX和IKZF1G WAS-CREs的rs12784232-A等位基因和rs6592965-A等位基因时，研究人员可以检测到调控网络表达在预期方向上的变化。具体来说，研究人员观察到60-70%的HHEX和IKZF1网络基因具有相反的作用方向，这表明增加表达的GWAS变体可以从CREs沉默的不一致方向上影响网络。
跨调控网络中顺式靶标结合位点和GWAS基因的富集
为了更好表征反式靶基因的CREs如何改变血细胞表型，研究人员检查了GFI1B，NFE2，IKZF1和RUNX1（ChIP-seq）的全基因组结合，以及miR-142和miR-144/451（TargetScan）的预测靶标。研究发现了GFI1B，NFE2，IKZF1，RUNX1和miR-142的预测靶基因富集。因此，扰动CREs可以揭示由TFs或miRNAs驱动的调节网络的二阶相互作用。
一个相关的相关问题是STING-seq识别的反式调控网络中的基因是否也可能在血液性状中发挥作用，以及它们是否也具有顺式调控遗传变异。血细胞特征GWAS位点富集表明，这些基因在造血和细胞分化中的已知作用是由它们对调控网络的影响介导的。此外，使用STING-seq确定了调控网络的反式基因，其基因组中不同变异的多基因扰动似乎有助于GWAS信号。这表明网络本身的机制重要性，如果研究人员知道它们可能起作用的途径，则不需要在功能上剖析每个基因座的V2F。
反式调节基因揭示性状关联的生物学机制和细胞类型
鉴于反式调节基因与GWAS基因座之间的这些关系，研究人员分析了这些调节网络的结构，以更好地了解特定基因在血液性状中的机制作用。使用单细胞基因共表达和聚类，研究人员确定了每个基因座的共表达基因簇。对于反式作用基因GFI1B，他们发现在使用STING-seq抑制GFI1B CREs后，有两个基因簇（A和B）表达增加。这些簇最富集GFI1B结合位点。第三个簇（C）主要由表达减少的基因组成，这些基因没有富集GFI1B结合位点。簇A和B富含来自血小板和白细胞GWAS的基因，而簇C仅富含来自红细胞GWAS的基因。



为了进一步完善和验证涉及不同共调节基因簇的单个细胞类型，研究人员将GFI1B共表达网络与来自人类细胞图谱的原代细胞集成在一起。研究发现，GFI1B不在粒细胞和淋巴细胞中表达。来自簇A的基因高度富集GFI1B结合位点，并且在抑制GFI1B时表达增加，表明这些基因在表达GFI1B的细胞中被积极抑制。接着观察到来自簇A的基因在粒细胞-单核细胞祖细胞（GMP）和分化的白细胞类型中高度表达。同质血祖细胞样细胞类型中识别这些跨调节网络，证明了STING-seq在研究CREs对靶基因的不同影响方面的实用性。


总结


研究人员采用非编码人类遗传变异，并集成了精细定位、汇集CRISPR筛选以及单细胞RNA和蛋白质测序，开发了一种表征GWAS基因座功能效应的方法，以识别顺式和反式的靶基因。该研究展示了STING-seq在识别与GWAS变异重叠的CREs靶基因方面的效用，并描述了CREs的复杂调控结构。
STING-seq与细胞表型筛选的集成，将是将遗传变异与驱动GWAS关联的细胞机制联系起来的一个进步。STING-seq工作流程为解决V2F挑战和以高通量方式鉴定GWAS位点的靶基因提供了平台，从而能实现更深入了解人类非编码基因组功能，并将其转化为新疗法。

清风寡欲

谢邀，找了师兄讨论了一下，个人观点，供参考，初次回答，轻喷！crispr系统最初主要是在细菌和古细菌中发现，其用以抵御外源DNA的入侵，研究人员在巨型病毒中也发现了类似于古细菌和细菌的防御系统，我个人认为对我们有两点启示和思考：一是研究人员用基因组学分析及表型实验，论证了巨型病毒通过类似于crispr系统防御噬菌体侵袭，但此巨型病毒是何免疫机制，与crispr是否有不同的地方，此系统是否也能像crispr系统一样用于基因编辑等一系列问题还有待进一步解答；二是关于文章推测的巨型病毒是新的生命体分支，个人觉得还需要有大量的研究去论证。

同花顺

1.2003年，法国艾克斯马赛大学的DidierRaoult和Bernard La Scola在变性虫中存在奇怪的团块，后来发现是一种典型的巨型病毒，比常见的病毒大了4倍左右。这些病毒似乎可以模仿细菌，因而被称为mimiviruses（拟菌病毒）。而这已与传统定义上的生物分类学产生了争议，Raoult认为拟菌病毒并不是一种典型的病毒，它更像一种原核生物——缺乏细胞核的微生物，这种巨型病毒可能代表了分类学的一个新分支，与细菌，古细菌和真核生物并列。目前已经发现了150种不同类型的mimivirus。
2. 拟菌病毒大道可以在光学显微镜下都可以看到(大约400nm直径，一般的病毒直径不会超过200nm)。人们是在空调系统冷却水管道里的阿米巴变性虫体内发现了它们。其基因组大于一些细菌的基因组，与天花等病毒的亲缘关系遥远，且不同于大多数病毒的是，它们拥有生成氨基酸的基因，DNA碱基和复杂的蛋白质。作为传统理解下的”病毒是寄人篱下，没有独自生活能力的”，那么拟菌病毒要这么多基因做甚？因此此类菌模糊了病毒与细菌之间的界限。
3. 与原核生物一样，拟菌病毒也受到噬病毒体（virophage）的困扰。噬病毒体和噬菌体都属于病毒，只不过一个是侵染病毒，一个是侵染细菌。其中一种叫做zaminlon的噬病毒体可以感染某些类型的拟菌病毒。这些感染会削弱拟菌病毒复制自身的能力，引发了拟菌病毒体内产生了类似于CRSPR的防御系统，命名为MIMIVIRE。我们都知道，细菌对付天敌噬菌体使用的杀手锏就是CRISPR，那么MIMIVIRE可能就是噬病毒体的杀手锏。拥有这样的免疫系统的意味着它们必须与其他的微生物和病毒竞争资源（它们自己可能被更小的病毒攻击，这就与其他的病毒不同），也就是说，MIMIVIRE就是拟菌病毒的免疫系统，也为什么需要如此巨大的基因组的原因。但是目前也只是发现小型病毒只可以侵入某些类型的mimiviruses。而这些mimivirusess病毒可能就像细菌的免疫系统，将侵入者的少量DNA整合到自己的遗传物质中，如果同一病毒试图再次侵入，宿主mimiviruses病毒就能识别出该攻击者，并清除它。（CRISPR：在细菌和古细菌中，CRISPR系统储存了一个与噬菌体DNA和其他入侵DNA相匹配的短DNA序列的文库。当文库中的序列相匹配的外源DNA序列攻击细胞时，特化的”cas”酶会解开入侵的DNA，将其切成碎片，阻止感染。）
4.拟菌病毒的祖先有可能是从别的微生物物种那里获得了MIMIVIRE，而与MIMIVIRE免疫相关的机制目前还未清楚，预计会与CRISPR有很大的不同，所以激起了科学家的极大兴趣。CRISPR带来的生命科学革命性力量，目前已经无法估量。所以mimivirus极有可能颠覆我们的基本生物学常识，也可能建立新的生物学认知，有可能实现一些新的革命性的应用（比如类似于CRISPER不同原理的基因编辑技术）。
5.从讨论病毒的起源问题变成了病毒是不是“活着的生物”。一般认为病毒存在两重性，一是细胞内形式，一是细胞外形式。存在于细胞外环境时，则不显复制活性，但保持感染活性，是病毒体或病毒颗粒形式。进入细胞内则解体释放出核酸分子（DNA或RNA），借细胞内环境的条件以独特的生命活动体系进行复制，是为核酸分子形式。

长长的路

第一次受到邀请，感到非常荣幸。对于这个问题，我也不是很懂，于是查了一下。我的研究方向是真菌，更细一点是丝状真菌和酵母单细胞，所以确实对病毒不太了解，不过看到这些噬病毒体的发现，又感到对微生物的惊叹与敬畏。巨型病毒具有免疫系统，只能说等待我们去发现的还有更多，也很尊重发现这些微观世界奇妙结构的科学家们，他们有一颗真正的科研心，和严谨的科研素养，值得我们去学习。