流感、SARS、埃博拉、艾滋病、普通感冒。这些名字我们都非常熟悉。它们是病毒——一小段遗传物质（DNA或RNA）被包裹在蛋白质外壳中。但我们并不真正理解，也是病毒学研究开始以来科学家们一直困惑的问题是，病毒究竟是否是活的。今天发表在《科学进展》杂志上的一篇论文可能改变这一点。通过创建一种可靠的方法来研究病毒漫长的进化史——此前几乎不可能——研究人员发现了强有力的新证据，强烈表明病毒确实是活的实体。
科学家们长期以来认为病毒是非生命的，它们是其他细胞脱落的DNA和RNA片段。事实上，根据我们对生命资格的所有其他了解，病毒似乎并不符合标准。许多生命过程，例如代谢能力，病毒都不具备。病毒似乎只执行一个生命过程，即繁殖，但即使如此，单个病毒也没有翻译机制，即解读其DNA和RNA并构建新病毒所需的蛋白质。它们侵入细胞并劫持细胞的遗传工具来完成这项工作。
但在过去十年中，病毒学的进展开始越来越多地揭示病毒可能实际上是活的。其中一个发现是巨型病毒（mimiviruses）的发现，这些巨型病毒拥有庞大的基因组库，甚至比一些细菌还要大。相比之下，有些病毒，如埃博拉病毒，只有七个基因。其中一些巨型病毒拥有翻译所需的蛋白质基因——这些蛋白质是DNA和RNA的解读器，进而构建新的病毒。这颠覆了将它们归类为非生命的“缺乏翻译机制”的论点。
统一病毒和细胞的普遍生物学。
然而，尽管有一些新发现，但整个讨论中一个巨大的问号是病毒的进化史是什么样的。因此，伊利诺伊大学农学系和卡尔·R·沃斯基因组生物学研究所的教授Gustavo Caetano-Anolles和研究生Arshan Nasir承担了一项雄心勃勃的任务，试图追溯这样的历史。病毒显然在进化——任何医学专业人士都会这么说——而且它们具有极大的多样性（迄今为止已描述的病毒不到4900种，但估计的病毒物种总数超过一百万种）。
但是，Caetano-Anolles说，由于某些病毒内的DNA和RNA链在单个宿主中复制很多次，甚至在过程中部分与宿主DNA混合，突变经常且快速地发生。这使得研究病毒基因以弄清其进化历史，就像试图向柴郡猫解释量子力学原理一样徒劳。
为了解决这个问题，Caetano-Anolles和Nasir转而研究蛋白质折叠。Caetano-Anolles解释说，这些就是蛋白质的拼图状形状，对病毒和细胞来说是独一无二的，它们使它们能够执行基本的分子功能。这些蛋白质的特定形状由基因编码，并且不像DNA或RNA序列那样随时间发生剧烈变化，因此提供了回溯历史的良好标记。
现在来看数字。Caetano-Anolles和Nasir分析了5080个生物体的蛋白质折叠——3460种病毒和1620种来自生命之树各个分支的其他生物的细胞。他们的发现非常重大：细胞和病毒共享442种蛋白质折叠，另外还有66种蛋白质折叠是病毒特有的。这表明存在某种形式的分支。
这表明病毒不仅仅是细胞脱落的遗传物质，而是与细胞共享独特的属性（因此是活的），并最终作为独立的实体进化。Caetano-Anolles说：“我们现在能够构建真正的生命之树，描述生物体和病毒的起源和多样化。”
这些发现提供了迄今为止最强有力的证据，表明病毒确实是活的。Caetano-Anolles说：“普遍生物学统一病毒和细胞的事实本身就证明了构建一棵与细胞并列包含病毒的生命之树的合理性。”这些结果的有趣之处在于，它们表明病毒一定是通过一个称为还原性进化的过程从远古细胞多样化而来的，在这个过程中，生物体不是变得更复杂，而是变得更简单。Nasir解释说，病毒很可能“更具细胞性质，并以原始细胞的形式存在。”这些原始病毒所居住的远古细胞是分化生命出现之前的最后一个普遍共同祖先的细胞，发生在约24.5亿年前。
在某个时刻，这些远古病毒细胞的基因组被减少或消除，以至于它们失去了细胞性质，变成了现代病毒。Nasir说，“当病毒进入并控制任何细胞时，它们今天就会恢复它们的‘细胞’存在。”当受感染的细胞吐出新的病毒时，这很可能与那些制造原始病毒的远古细胞非常相似。“因此，”Nasir总结说，“起初，病毒和细胞作为一个整体存在。今天，它们已经分离，但在病毒感染细胞时可以恢复它们的关联。”
这项研究紧随近期的一些发现。对还原性进化的更深入理解已经揭示了许多寄生生物的例子，如细菌和真菌，它们依赖宿主来完成其生命周期。Nasir希望他们的发现以及现有证据将促使科学家们将病毒纳入细胞进化图景中。“排除它们将总是导致一个不完整的画面，”他说。这可能过于乐观，但研究人员并未因此气馁。Caetano-Anolles说：“我确实希望这能促进我们对病毒圈认识的巨大转变。”
