你有沒有想過,讓你重感冒的病毒也會被病毒感染?是的,病毒確實(shí)會生病,這可能會讓人們感到些許安慰。更有意思的是,罪魁禍?zhǔn)拙谷灰彩遣《尽?/span>
當(dāng)病毒進(jìn)入細(xì)胞時(shí),它可以進(jìn)入休眠狀態(tài)或立即開始復(fù)制。在復(fù)制時(shí),病毒本質(zhì)上是控制細(xì)胞的分子工廠來制造大量的自身副本,然后突破細(xì)胞釋放這些新的副本。
但有時(shí),病毒進(jìn)入細(xì)胞后卻發(fā)現(xiàn),它的新臨時(shí)住所已是另一種休眠病毒的家園。那接下來就是一場爭奪住所控制權(quán)的戰(zhàn)斗,孰勝孰負(fù)難以預(yù)料。
美國馬里蘭大學(xué)巴爾的摩分校教授塔吉德·德卡瓦略和他的學(xué)生發(fā)現(xiàn)了一種被命名為MiniFla[x]yer的病毒,它會像吸血鬼一樣,緊緊抓住并“噬咬”其它病毒的“脖子”。
衛(wèi)星病毒的世界很殘忍
幾十年來,生物學(xué)家已知道存在捕食其它病毒的病毒,并將之稱為衛(wèi)星病毒。1973年,研究人員分析了噬菌體P2(一種感染大腸桿菌的病毒),發(fā)現(xiàn)這種感染有時(shí)會導(dǎo)致細(xì)胞中出現(xiàn)兩種不同類型的病毒:噬菌體P2和噬菌體P4。
噬菌體P4可整合到宿主細(xì)胞的染色體中并處于休眠狀態(tài)。當(dāng)P2感染已經(jīng)含有P4的細(xì)胞時(shí),潛伏的P4會迅速醒來,并使用P2的遺傳指令制造數(shù)百個自己的小病毒顆粒。毫無戒心的P2很“幸運(yùn)”地也能復(fù)制幾次。在這種情況下,生物學(xué)家將P2稱為輔助病毒,因?yàn)樾l(wèi)星P4需要P2的遺傳物質(zhì)來復(fù)制和傳播。
隨后的研究表明,大多數(shù)細(xì)菌物種都有一套多樣化的衛(wèi)星輔助系統(tǒng)。但衛(wèi)星病毒并不局限于細(xì)菌,潛伏在植物細(xì)胞中的植物衛(wèi)星病毒也很普遍。
病毒“軍備競賽”或給人類提供武器
盡管研究人員在生命的幾乎每個領(lǐng)域都發(fā)現(xiàn)了衛(wèi)星病毒系統(tǒng),但它們對生物學(xué)的重要性仍未被充分認(rèn)識。明顯的是,衛(wèi)星病毒對其輔助病毒有直接影響,通常會殘害它們,但有時(shí)也會使它們變成更有效的殺手。
衛(wèi)星病毒及其輔助病毒會進(jìn)行無休止的進(jìn)化“軍備競賽”。衛(wèi)星病毒能進(jìn)化出利用輔助病毒的新方法,而輔助病毒則能進(jìn)化出阻止它們的對策。因?yàn)殡p方都是病毒,所以這場自相殘殺的結(jié)果,必然導(dǎo)致一種人們感興趣的東西——抗病毒藥物。
研究表明,許多被認(rèn)為是在細(xì)菌中進(jìn)化的抗病毒系統(tǒng),例如用于基因編輯的CRISPR-Cas9分子剪刀,就可能起源于噬菌體及其衛(wèi)星病毒。諷刺的是,輔助病毒及其衛(wèi)星病毒的高周轉(zhuǎn)率和突變率,都成為了“抗病毒武器”的研究熱點(diǎn)。
換句話說,為了“智取”對方,衛(wèi)星病毒和輔助病毒居然進(jìn)化出了一系列抗病毒系統(tǒng)供研究人員“利用”。
“吸血鬼”病毒抓住“奪心魔”脖子
對人類來說,這一領(lǐng)域仍有很多東西需要了解。新發(fā)表在《國際微生物生態(tài)學(xué)會會刊》上的一項(xiàng)研究描述了一種衛(wèi)星噬菌體,它與以前已知的衛(wèi)星病毒完全不同,其已經(jīng)進(jìn)化出了一種獨(dú)特的、怪異的存活方式。
馬里蘭大學(xué)研究人員從土壤細(xì)菌鏈霉菌中分離出了一種名為MiniFla[x]yer的衛(wèi)星噬菌體,后來發(fā)現(xiàn)它與感染鏈霉菌的一種稱為噬菌體MindFla[x]yer(意為“奪心魔”)的輔助病毒密切相關(guān)。但進(jìn)一步的研究表明,MiniFla[x]yer可不是普通的衛(wèi)星病毒。
MiniFla[x]yer是人們已知的第一個“放棄”休眠能力的衛(wèi)星噬菌體。
詳細(xì)來說,MiniFla[x]yer展示了一種沉著的進(jìn)化能力和恐怖的創(chuàng)造能力。它可不會默默等待,而是擅長主動發(fā)起進(jìn)攻——這種衛(wèi)星噬菌體進(jìn)化出了一種短的附肢,可像吸血鬼一樣抓住輔助病毒的“脖子”。粗心的輔助病毒本是和它的“乘客”一起尋找新的宿主,但接下來,病毒“宮斗劇”上演了。
科學(xué)家還不知道MiniFla[x]yer是如何制服它的對手的,也不知道對手是否已經(jīng)進(jìn)化出了相應(yīng)對策。
如果說,新冠疫情教會了人們什么的話,那就是人們可用的抗病毒藥物仍然有限。對病毒及其衛(wèi)星病毒依賴性與掠奪性交織的復(fù)雜關(guān)系的研究,才剛剛開始,但卻將為人類的抗病毒治療開辟新途徑。