病毒编码翻译机器，挑战生命与非生命界限，为生命核心进程的进化提供新见解

与生物体不同，长期以来人们认为病毒缺乏蛋白质合成机制，而是依赖宿主因素来翻译病毒转录物。

2026年2月17日，哈佛医学院Amy S.Y. Lee团队在Cell 在线发表题为“Giant DNA viruses encode a hallmark translation initiation complex of eukaryotic life”的研究论文，该研究发现巨型 DNA 病毒编码一种独特的且功能健全的 IF4F 翻译起始复合物，以驱动蛋白质合成，从而模糊了细胞生物学和非细胞生物学之间的界限。

在感染过程中，宿主核糖体上的真核 IF4F 被一种重要的病毒 IF4F 所取代，这种病毒 IF4F 能够调节病毒的翻译、病毒粒子的形成以及在不同宿主状态下的复制灵活性。对病毒 IF4F 的结构分析表明，mRNA 的帽结合亚基介导与病毒 mRNA 的专属相互作用，构成了从翻译宿主蛋白质到翻译病毒蛋白质的分子转换机制。因此，该的研究证实病毒表达一种真核翻译起始复合物用于蛋白质合成，揭示了生命核心过程中的一系列进化创新。

在适当的时间、地点以恰当的量合成蛋白质的能力，对于生命各领域的所有细胞功能都至关重要。事实上，与蛋白质合成相关的基因构成了生命通用基因组的大部分内容，这表明翻译在细胞生物体中的古老且保守的作用。基于这些原始起源，现代生物体的复杂性是由 mRNA 翻译机制的进化所支持的，这些机制能够根据特定的细胞功能调整蛋白质组。例如，在真核生物中，适应蛋白质合成的特征包括 7-甲基鸟苷帽（m7G）修饰的 mRNA 以及名为 eIF4F 的异三聚体帽结合复合物，它通过帽结合蛋白 eIF4E、支架蛋白 eIF4G 和 DEAD 框型解旋酶 eIF4A 的协同作用来调节翻译的限速步骤。

与活生物体不同，病毒不能独立复制，而是依赖宿主细胞来执行许多繁殖所需的生物过程。尽管病毒会编码参与 DNA 复制和转录的蛋白质，但传统观点认为，所有病毒都普遍依赖宿主细胞的翻译机制来进行病毒蛋白质的合成。这一原则受到了核质大 DNA 病毒（属于巨病毒门）的发现的挑战。这些病毒能够感染广泛的原生生物和动物宿主，并被称为“巨型 DNA 病毒”，因为它们的基因组和颗粒大小接近细菌的大小。

文章模式图（图源自Cell ）

令人惊讶的是，巨型 DNA 病毒总共编码了数百个与 tRNA、氨酰-tRNA 合成酶（aaRS）甚至可能的真核生物翻译因子具有同源性的基因。鉴于这些蛋白质与真核生物翻译因子之间的序列相似性较低，且在其他病毒中没有此类细胞生命特征的标志性蛋白质，目前仍不清楚巨型病毒为何会编码翻译因子，以及这些因子是否代表与真核生物蛋白质合成的出现相关的特征。

该研究发现巨型 DNA 病毒能够编码一种 IF4F mRNA 帽子结合复合物，这是真核生物蛋白质合成所特有的特征，它在感染过程中控制着翻译过程。病毒的 IF4F（vIF4F）在感染的晚期阶段协调结构蛋白的合成，并且这种转录特异性调控是通过病毒 IF4F 介导的 m7G 帽子识别的进化创新实现的。该研究还表明，vIF4F 复合物在应激条件下能够实现前所未有的复制效率，这表明病毒表达类似真核生物的翻译机制具有强大的进化优势。

参考消息：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00055-3