科技日?qǐng)?bào)記者?張夢(mèng)然
你有沒有想過，讓你重感冒的病毒也會(huì)被病毒感染？是的，病毒確實(shí)會(huì)生病，這可能會(huì)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?/p>
這張彩色透射電子顯微鏡圖像顯示了一種新發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星病毒附著在其輔助病毒上。這是科學(xué)家第一次觀察到一種病毒附著在另一種病毒上。在50個(gè)觀察到的輔助病毒中，40個(gè)擁有衛(wèi)星病毒。對(duì)衛(wèi)星病毒和輔助病毒基因組的生物信息分析提供了衛(wèi)星病毒可能進(jìn)化到附著在輔助病毒上的線索。這也表明這對(duì)病毒可能已經(jīng)共同進(jìn)化了大約一億年。
圖片來源：馬里蘭大學(xué)巴爾的摩分校
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(chǎng)爭(zhēng)奪住所控制權(quán)的戰(zhàn)斗，孰勝孰負(fù)難以預(yù)料。
美國(guó)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)生最近發(fā)現(xiàn)了一種被命名為MiniFlayer的病毒，它會(huì)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(huì)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(huì)迅速醒來，并使用P2的遺傳指令制造數(shù)百個(gè)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(jìng)賽”或給人類提供武器
盡管研究人員在生命的幾乎每個(gè)領(lǐng)域都發(fā)現(xiàn)了衛(wèi)星病毒系統(tǒng)，但它們對(duì)生物學(xué)的重要性仍未被充分認(rèn)識(shí)。最明顯的是，衛(wèi)星病毒對(duì)其輔助病毒有直接影響，通常會(huì)殘害它們，但有時(shí)也會(huì)使它們變成更有效的殺手。
衛(wèi)星病毒及其輔助病毒會(huì)進(jìn)行無休止的進(jìn)化“軍備競(jìng)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(duì)策。因?yàn)殡p方都是病毒，所以這場(chǎng)自相殘殺的結(jié)果，必然導(dǎo)致一種人們最感興趣的東西——抗病毒藥物。
最近研究表明，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，最終都成為了“抗病毒武器”的研究熱點(diǎn)。
換句話說，為了“智取”對(duì)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(duì)人類來說，這一領(lǐng)域仍有很多東西需要了解。最新發(fā)表在《國(guó)際微生物生態(tài)學(xué)會(huì)會(huì)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MiniFlayer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MindFlayer（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，MiniFlayer可不是普通的衛(wèi)星病毒。
MiniFlayer是人們已知的第一個(gè)“放棄”休眠能力的衛(wèi)星噬菌體。
詳細(xì)來說，MiniFlayer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(huì)默默等待，而是擅長(zhǎng)主動(dòng)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MiniFlayer是如何制服它的對(duì)手的，也不知道對(duì)手是否已經(jīng)進(jìn)化出了相應(yīng)對(duì)策。
如果說，最近的新冠疫情教會(huì)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(duì)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。
