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论病毒的分类及其起源进化的先后顺序
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广告招租,e-mail:yesize@hotmail.com LTR基因是调控生物遗传基因组活动的中枢,因与病毒基因组两端的LTR重复序列同类而命名[1]。LTR基因进化至一定阶段,与自身调控的部分基因排列组合形成病毒基因组,产生在宿主细胞中能自我复制的病毒。一个已进化完备的LTR基因在其进化史上依序产生23种病毒—与23个病毒科一一对应,以LTR基因在相应进化阶段上调控的“末后层次基因组”的表达为“基本特征”。 病毒的研究曾经极大地推动对生命遗传物质的认识,也与人类生命健康息息相关—如新近流行的(冠状病毒科)SARS病毒。本文认为第9个病毒科中“完整的”朊病毒(诺贝尔奖级的科研成果)等,仅仅含有RNA正链形式的LTR基因。笔者由衷地希望中国科学家抓住机遇,积极地开展实验验证,力争取得重大发现。 一 LTR基因在其进化史上依序产生23种病毒并且隶属于23个病毒科 根据原核细胞到真核细胞呈现的进化顺序,将LTR基因调控的基因组及其产物划分为三大层次:第一大层次依序为核糖体(核仁)、DNA包装、细胞核骨架与核纤层以及细胞骨架,涉及核糖蛋白、组蛋白、非组蛋白与核纤层蛋白以及微管、微丝、微梁与中等纤维等基因的表达;第二大层次依序为Hox基因等、DNA活化、RNA剪接加工与mRNA的翻译以及细胞周期、四类细胞通讯(原癌基因)等基因的表达;第三大层次依序为①②③④四种抑癌基因等、①核孔复合物、细胞色素(植物的叶绿体)和微体以及②热休克基因等、③磷酸激酶与磷酸酶等和④五大细胞质器(内质网、高尔基复合体、线粒体和溶酶体),四种抑癌基因与后面四者存在一一对应关系,涉及P53、热休克蛋白与磷酸酶等一系列基因的表达。 第1种病毒,隶属于乳多空病毒科(Papovaviridae)。LTR基因进化至相对完美地调控“细胞周期的相关基因组”时,即以“细胞周期的相关基因组”为该LTR基因在此进化阶段上调控的“末后层次基因组”,与自身已经调控的部分基因组合形成病毒基因组的主要部分,以突变方式产生能自我复制的第1种病毒。 第2种病毒,隶属于痘病毒科(Poxviridae)。LTR基因首先以突变方式永远地不能产生第1种病毒,开始创建第二大类细胞通讯方式中的第一层次细胞通讯—以Ras蛋白介导的生长因子类受体为媒介[1],此信息传递通道(六个信息传递环)等相对完美地形成后,即以该层次基因组(Ras基因等)为“末后层次基因组”,同理,以突变的方式产生能自我复制的第2种病毒。如此类推。 第3种病毒,隶属于腺病毒科(Adenoviridae),对应于第二大类细胞通讯方式中的第二层次细胞通讯—以细胞分裂素受体为媒介。 第4种病毒,隶属于疱疹病毒科(Herpesviridae),对应于第二大类细胞通讯方式中的第三层次细胞通讯—以酪氨酸蛋白激酶介导的生长因子类受体为媒介。 第5种病毒,隶属于嗜肝DNA病毒科(Hepadnaviridae),对应于第二大类细胞通讯方式中的第四层次细胞通讯—以JAK激酶介导的细胞因子受体为媒介。 第6种病毒至第8种病毒,人们将它们纳入逆转录病毒科(Retroviridae),后者分为3个亚科。笔者认为,3个“亚科”应该上升为“科”,这样才与其他病毒科的划分标准相一致!第6种病毒隶属于肿瘤病毒亚科(Oncovirinae)[2]。第7种病毒隶属于慢病毒亚科(Lentivirinae),例如人类免疫缺陷病毒HIV(艾滋病的病原体),常诱发多发性色素性皮肤血管肉瘤(Kaposi),清晰地表明了HIV与细胞色素隶属的层次有着内在的关系。第8种病毒隶属于泡沫病毒亚科(Spumavirinae)。三者分别对应于第①种、第②种与第③种抑癌基因,也分别对应于第三大类细胞通讯方式中的前三个层次细胞通讯:第一层次是以cAMP依赖的蛋白激酶A为胞内介导者,第二层次是以甘油二酯DG依赖的蛋白激酶C为胞内介导者,第三层次是以Ca离子/钙调蛋白依赖的蛋白激酶为胞内介导者。   ; 第9种病毒例如著名的朊病毒,笔者建议命名“LTR病毒科”来描述此类“最微小的病毒”。第9种病毒对应于第④种抑癌基因,也对应于第三大类细胞通讯方式中的第四层次细胞通讯—以氧化氮-环鸟苷磷酸cGMP依赖的蛋白激酶为胞内介导者。 朊病毒的发现和NO作为细胞内信号传递信使的发现均已成为诺贝尔奖级的科研成果,可以说该层次基因组的表达调控是最引人瞩目的。朊病毒是否含有遗传物质DNA或RNA,人们曾经争论了很长的一段时间,“不含有遗传物质DNA或RNA,蛋白质自身即是遗传物质”逐渐成为主流认识。 笔者认为,病毒是LTR基因进化的基本载体,待进化完善的LTR基因是(22个病毒科)病毒基因组中实质性的遗传物质,并且只有两种存在方式即DNA和RNA;第9个病毒科中的病毒如朊病毒,也有“完整的病毒”和“有缺陷的病毒”之分,“完整的病毒”仅仅含有“RNA正链形式的LTR基因”及其“包裹蛋白”—因此建议命名“LTR病毒科”,“有缺陷的病毒”是不含有LTR基因的“包裹蛋白”颗粒;第6种至第9种病毒为同一大层次中的四个成员,因此具有共同的特性。 不含LTR基因的第9种病毒,由于不能将LTR基因最新的进化版本导入宿主细胞,只能激活宿主细胞中已经存在的LTR基因原始版本,其传染性相对很弱,一般局限在物种个体自身内[3]。反之,完整的第9种病毒,其传染性很强,宿主范围也较大—在物种个体间乃至跨越不同的物种。 第10种病毒,隶属于弹状病毒科(Rhabdoviridae),对应于核孔复合物;第11种病毒,隶属于丝状病毒科(Filoviridae),对应于细胞色素(植物界的叶绿体);第12种病毒,隶属于副粘病毒科(Paramyxoviridae),对应于细胞器之一的微体(Microbody)。第10种、第11种和第12种病毒对应于三类通道环围多体媒介的细胞通讯,为同一大层次中的三个成员,因此具有共同的特性。 第13种病毒,隶属于DNA微小病毒科(Parvoviridae);第14种病毒,隶属于冠状病毒科(Coronaviridae);第15种病毒,隶属于披盖病毒科(Togaviridae);第16种病毒,隶属于黄病毒科(Flaviviridae);第17种病毒,隶属于杯状病毒科(Caliciviridae);第18种病毒,隶属于小RNA病毒科(Picornaviridae)。“②热休克基因等”层次划分为1+5两个层次,第①层次对应于第13种病毒,第②层次对应于第14种至第18种病毒即划分为5类,用中医五行系统表示其起源进化顺序为:①水→②火→③木→④金→⑤土。 第19种病毒,隶属于呼肠病毒科(Reoviridae);第20种病毒,隶属于本扬病毒科(Bunyaviridae);第21种病毒,隶属于(Orthomyxoviridae)正粘病毒科;第22种病毒,隶属于嵌沙病毒科(Arenaviridae);第23种病毒,隶属于贝尔纳病毒科(Birnaviridae)。“③磷酸激酶与磷酸酶等”层次对应于第19种至第23种病毒即划分为5类,用中医五行系统表示其起源进化顺序为:①水→②火→③木→④金→⑤土。 LTR基因进化至调控五大细胞质器中相关基因组时,便不再产生病毒,第1种病毒以突变方式自然地产生,第23种病毒以突变方式自然地消失,这就决定了生物界中病毒种类的有限性,使得多源多层次波浪式的物种进化成为可能[4]。 二 23个病毒科依序划分为五大层次以及诸层次中依序划分的依据 以上的病毒划分方案,主要是以病毒的三个特征为依据:①LTR基因的存在方式及其调控的“末后层次基因组”中的标记性基因;②同一大层次中,病毒基因组一般由大到小地排列,所含的基因越多,说明LTR基因在该层次中受到的限制越多(LTR基因在其他基因的辅助下才能完成自我复制,并且控制病毒基因组的排列组合。),LTR基因所处的进化层次相应地越低;③同一大层次中,病毒对宿主细胞群、物种个体的危害程度一般由大到小,影响的时间一般由短到长。 DNA病毒中有5个病毒科是DNA肿瘤病毒科,原癌基因显然是①末后层次基因组中的标记性基因,只能对应于第二大层次中的基因组,又划分为细胞周期与四类细胞通讯两大类,四类细胞通讯中以生长因子受体为媒介的两类应该有相同相似的病理表现,参考②病毒基因组的大小与③,得到上文的划分方案。 RNA病毒中:第6种至第9种病毒均具有逆转录特性,明显地符合②与③;尤其是第6种病毒即RNA肿瘤病毒,由于要让宿主细胞中的第①种抑癌基因等为“我”利用即产生与病毒对应的三种产物[2],诱导宿主细胞中第①种抑癌基因发生突变,突变后的第①种抑癌基因相对于宿主细胞而言为失活状态,第①种抑癌基因的失活暗示了癌基因的表达,因此RNA肿瘤病毒常常携带癌基因—相对于宿主细胞而言为癌基因,从而高效地利用宿主细胞中突变的第①种抑癌基因。 弹状病毒科中的狂犬病毒,含有的糖蛋白能与乙酰胆碱受体结合,决定了狂犬病毒的嗜神经性。副粘病毒科中的麻疹病毒(可留有色素斑),具有与天花病毒、疱疹病毒相似的病理表现。再根据②病毒基因组的大小与③病毒对宿主细胞群的危害程度,将第10种、第11种和第12种病毒对应于上文的三个病毒科。 第14种至第18种病毒对应于热休克基因等,用中医五行系统表示其起源进化顺序为:①水→②火→③木→④金→⑤土。热休克基因也相应地分为五类,其DNA序列大小与对应的病毒基因组一样由大到小地排列。同理,第19种至第23种病毒对应于磷酸酶等基因,磷酸酶等基因也相应地分为五类,其DNA序列大小与对应的病毒基因组一样由大到小地排列。 热休克基因等的五行系统表达运行时,相生序列( 即相互伴生序列,用“◎”来表示前者的表达激活后者并一起表达)中蕴含相克序列(用 “~”来表示前者的表达灭活后者的表达):相生序列为①水◎③木◎②火◎⑤土◎④金◎①水,相克序列为 ①水~②火~④金~③木~⑤土~①水。 磷酸酶等基因的五行系统表达运行时,在相克序列中蕴含相生序列:相克序列为①水~②火~④金~③木~⑤土~①水,相生序列为④金◎①水、③木◎②火和⑤土◎④金。 笔者认为,两个五行系统表达运行的微妙差异暗示了,第14种至第18种病毒基因组的存在方式是一致的,即为RNA正链;第19种至第23种病毒基因组的存在方式不是一致的,即为RNA双链与RNA负链。再根据②病毒基因组的大小与③病毒对宿主细胞群、物种个体的危害程度,给出上文的病毒科分类方案。 23个病毒科依序划分为五大层次,紧邻的两大层次间病毒基因组的存在方式泾渭分明,诸层次内由大到小首尾呼应,大大地增加了其可信性:第1个至第5个为DNA双链;第6个至第9个为RNA正链;第10个至第12个为RNA负链;第13个为DNA单链—DNA负链和DNA正链、负链相等,第14个至第18个为RNA正链;第19个至第23个为RNA双链(水、土)和RNA负链(火、木与金)。 三 病毒通讯与细胞融合通讯是待进化完善的LTR基因及其调控的基因组传递交流的两大途径 动物生殖上皮内存在七种EG胚胎干细胞与七个层次的经脉络脉(即七个层次的成体干细胞群及其定向干细胞群)一一对应[3][4],唯有一种EG胚胎干细胞能产生繁殖后代的生殖配子,并且有生殖功能的EG胚胎干细胞严格地依序递变循环即第一→第二→…→第七→第一[2][4]。因此,七个层次成体干细胞中待进化完善的LTR基因必然通过一定的途径,将最新的进化版本导入相应的七种EG胚胎干细胞中,导入分化产生生殖配子的EG胚胎干细胞中遗传给子代。 事实上,待进化完善的LTR基因及其调控的基因组,通过细胞融合通讯与病毒通讯两种途径实现传递交流,划分为三大层次:第一大层次为第一大类细胞融合通讯,对应于LTR基因调控的第一大层次基因组直至第二大层次中mRNA翻译的相关基因组;第二大层次为病毒通讯(23种病毒),对应于LTR基因调控的第二大层次中细胞周期的相关基因组,直至第三大层次中磷酸激酶 与磷酸酶等相关基因组;第三大层次为第二大类细胞融合通讯,对应于LTR基因调控的第三大层次中五大细胞质器的相关基因组。 美国奥克兰大学吴建华教授实验室发现,人体体液中有10倍于红细胞数量的纳米级非DNA蛋白质生命小体在间隙体液中做自主运动。“纳米级生命小体”与第9个病毒科中的朊病毒等关系密切,朊病毒的发现已经成为诺贝尔奖级的科研成果,但“纳米级生命小体”的发现未能引起科学界的重视。 笔者建议将“纳米级生命小体”改称为“微生命体”,认为微生命体是动植物LTR基因进化的基本载体。在笔者已发表的六篇论文中,曾有所怀疑地认为微体(microbody)是动植物由低等级向高等级、由简单向复杂进化的基本载体。 微生命体在动物界有高等级与低等级之分[5][6],植物界没有高等级与低等级之分[7]。高等级微生命体存在于定向干细胞、成体干细胞与EG胚胎干细胞中,其大小变化范围很大,可以远远大于纳米级,这就是笔者建议更改命名的原因!低等级微生命体存在于定向干细胞分化产生的四级分化细胞中,决定了四级分化细胞的分化状态[5][6]。 高等级微生命体为“母”,含有8+1·LTR基因链,1·LTR基因链的末位为待进化完善的LTR基因,其DNA序列版本保持统一性而具备全能性;低等级微生命体为“子”,含有8·LTR基因链+赝LTR基因,赝LTR基因依进化顺序分为3+(1+5)+5+5即19种,DNA序列彼此保持独立性,不存在包含与派生关系,一一对应地直接调控第三大层次中—①核孔复合物、细胞色素、微体以及②热休克基因等、③磷酸激酶与磷酸酶等和④五大细胞质器—的19种基因组。高等级微生命体进化至调控上述的①②③④四大层次的基因组时,细胞中出现相应的低等级微生命体—待进化完善的LTR基因能产生其中的部分赝LTR基因,LTR基因的进化表现为19种赝LTR基因的自然选择—“固定”或“删除”[2]。 待进化完善的LTR基因及其调控的基因组的传递交流,高等级微生命体与低等级微生命体的区分,决定了经络系统的形成:①四级分化细胞群是构成组织器官的主体,处于稳定分化状态中的四级分化细胞才能行使正常的功能;②病毒的侵入和发生两大类细胞融合通讯形成异核体,均高效地使四级分化细胞偏离自身清晰的分化状态,不能行使正常的细胞功能;③成体干细胞及其定向干细胞和EG胚胎干细胞,是病毒的产生者与两大类细胞融合通讯—仅就待进化完善的LTR基因而言—的主动行使者;④成体干细胞及其定向干细胞必然形成经络系统,最大限度地与四级分化细胞群“隔离”,使病毒通讯和两大类细胞融合通讯最大限度地局限在经络系统中,最有效地维护组织器官的正常功能。 经络系统的复杂有序性[2][4],反映了诸待进化完善的LTR基因(及其调控的基因组)的相互制约共生共存,最有效地保证了成体干细胞及其定向干细胞的正常数量,最有效地避免了定向干细胞经突变转化成为癌细胞,最有效地保证了七种EG胚胎干细胞生殖功能的递变循环,最有序地生成和谐统一的生命体。
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