病毒世界亦有相爱相杀 “吸血鬼”病毒能为人类所利用
病毒世界亦有相爱相杀 “吸血鬼”病毒对同伴狠戾,但能为人类所利用
【今日视点】
◎本报记者 张梦然
你有没有想过,让你重感冒的病毒也会被病毒感染?是的,病毒确实会生病,这可能会让人们感到些许安慰。更有意思的是,罪魁祸首竟然也是病毒。
当病毒进入细胞时,它可以进入休眠状态或立即开始复制。在复制时,病毒本质上是控制细胞的分子工厂来制造大量的自身副本,然后突破细胞释放这些新的副本。
但有时,病毒进入细胞后却发现,它的新临时住所已是另一种休眠病毒的家园。那接下来就是一场争夺住所控制权的战斗,孰胜孰负难以预料。
美国马里兰大学巴尔的摩分校教授塔吉德·德卡瓦略和他的学生最近发现了一种被命名为MiniFlayer的病毒,它会像吸血鬼一样,紧紧抓住并“噬咬”其它病毒的“脖子”。
卫星病毒的世界很残忍
几十年来,生物学家已知道存在捕食其它病毒的病毒,并将之称为卫星病毒。1973年,研究人员分析了噬菌体P2(一种感染大肠杆菌的病毒),发现这种感染有时会导致细胞中出现两种不同类型的病毒:噬菌体P2和噬菌体P4。
噬菌体P4可整合到宿主细胞的染色体中并处于休眠状态。当P2感染已经含有P4的细胞时,潜伏的P4会迅速醒来,并使用P2的遗传指令制造数百个自己的小病毒颗粒。毫无戒心的P2很“幸运”地也能复制几次。在这种情况下,生物学家将P2称为辅助病毒,因为卫星P4需要P2的遗传物质来复制和传播。
随后的研究表明,大多数细菌物种都有一套多样化的卫星辅助系统。但卫星病毒并不局限于细菌,潜伏在植物细胞中的植物卫星病毒也很普遍。
病毒“军备竞赛”或给人类提供武器
尽管研究人员在生命的几乎每个领域都发现了卫星病毒系统,但它们对生物学的重要性仍未被充分认识。最明显的是,卫星病毒对其辅助病毒有直接影响,通常会残害它们,但有时也会使它们变成更有效的杀手。
卫星病毒及其辅助病毒会进行无休止的进化“军备竞赛”。卫星病毒能进化出利用辅助病毒的新方法,而辅助病毒则能进化出阻止它们的对策。因为双方都是病毒,所以这场自相残杀的结果,必然导致一种人们最感兴趣的东西——抗病毒药物。
最近研究表明,许多被认为是在细菌中进化的抗病毒系统,例如用于基因编辑的CRISPR-Cas9分子剪刀,就可能起源于噬菌体及其卫星病毒。讽刺的是,辅助病毒及其卫星病毒的高周转率和突变率,最终都成为了“抗病毒武器”的研究热点。
换句话说,为了“智取”对方,卫星病毒和辅助病毒居然进化出了一系列抗病毒系统供研究人员“利用”。
“吸血鬼”病毒抓住“夺心魔”脖子
对人类来说,这一领域仍有很多东西需要了解。最新发表在《国际微生物生态学会会刊》上的一项研究描述了一种卫星噬菌体,它与以前已知的卫星病毒完全不同,其已经进化出了一种独特的、怪异的存活方式。
马里兰大学研究人员从土壤细菌链霉菌中分离出了一种名为MiniFlayer的卫星噬菌体,后来发现它与感染链霉菌的一种称为噬菌体MindFlayer(意为“夺心魔”)的辅助病毒密切相关。但进一步的研究表明,MiniFlayer可不是普通的卫星病毒。
MiniFlayer是人们已知的第一个“放弃”休眠能力的卫星噬菌体。
详细来说,MiniFlayer展示了一种沉着的进化能力和恐怖的创造能力。它可不会默默等待,而是擅长主动发起进攻——这种卫星噬菌体进化出了一种短的附肢,可像吸血鬼一样抓住辅助病毒的“脖子”。粗心的辅助病毒本是和它的“乘客”一起寻找新的宿主,但接下来,病毒“宫斗剧”上演了。
科学家还不知道MiniFlayer是如何制服它的对手的,也不知道对手是否已经进化出了相应对策。
如果说,最近的新冠疫情教会了人们什么的话,那就是人们可用的抗病毒药物仍然有限。对病毒及其卫星病毒依赖性与掠夺性交织的复杂关系的研究,才刚刚开始,但却将为人类的抗病毒治疗开辟新途径。
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