病毒世界亦有相爱相杀 "吸血鬼"病毒能为人类所利用

 新闻资讯     |      2023-12-01

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

你有没有想过,让你感冒的病毒也会被其他病毒感染?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*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”其他病毒的“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他病毒的病毒,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能够整合到宿主细胞的染色体中,并进入休眠状态。当含有P4的细胞被P2感染时,休眠的P4会迅速苏醒,并利用P2的遗传指令制造出数百个自身的小病毒颗粒。无警觉的P2也能“幸运地”进行几次复制。生物学家将P2称为辅助病毒,因为卫星P4需要P2的遗传物质来进行复制和传播。

进一步的研究发现,大多数细菌物种都具有多样的卫星辅助系统。卫星病毒并不仅存在于细菌中,而且在植物细胞中也普遍存在潜伏的植物卫星病毒。

病毒的“武备竞赛”可能为人类提供武器

尽管研究人员在生命科学的几乎所有领域都发现了卫星病毒系统,但对其在生物学中的重要性仍未完全认识。*明显的是,卫星病毒对其辅助病毒有直接影响,通常会对其造成破坏,但有时也会使其成为更有效的杀手。

卫星病毒和其辅助病毒之间进行着无休止的进化“武备竞赛”。卫星病毒能够进化出利用辅助病毒的新方法,而辅助病毒则能够进化出阻止它们的对策。由于双方都是病毒,因此这场自相残杀*终必然导致人们*感兴趣的东西——抗病毒药物。

*近的研究表明,许多被认为是在细菌中进化的抗病毒系统,如用于基因编辑的CRISPR-Cas9分子剪刀,可能起源于噬菌体及其卫星病毒。讽刺的是,辅助病毒和其卫星病毒的高周转率和突变率*终成为了“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。*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**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。

新冠疫情*近教会了人们一个重要的教训,即可使用的抗病毒药物仍然十分有限。我们对病毒及其卫星病毒的相互关系和交互作用的研究才刚刚起步,但这将为人类的抗病毒治疗提供新的发展方向。