科学家们发现了这些前所未见的巨型病毒

科学家们发现了这些前所未见的巨型病毒在新英格兰的森林里发现了奇怪的巨型病毒，它们有管状的触角和星形的外壳。根据一项新的研究，巨型病毒的形状和大小比科学家之前认为的要更多样化。巨型病毒的大小通常在0.2到1.5微米之间，其复杂的基因组可以携带多达250万个DNA碱基对。这比大多数病毒要大得多，比如流感病毒的直径在0.08到0.12微米之间。到目前为止，巨型病毒主要被发现感染单细胞生物，如变形虫，而不是动物或人类。这类病毒已经在世界各地的生态系统中发现，包括海洋、北极的湖泊，甚至是融化的永久冻土。投稿：@ZaiHuaBot频道：@TestFlightCN

基因组庞大的“巨型”噬菌体可以作为对付抗生素耐药细菌的潜在工具

基因组庞大的“巨型”噬菌体可以作为对付抗生素耐药细菌的潜在工具随着抗生素的使用越来越频繁，细菌也在不断进化。它们变得更有能力战胜抗生素，使许多抗生素失去了作用。抗生素的有效性持续急剧下降，导致了今天的抗生素耐药性危机。巨型噬菌体的治疗潜力科学家们现在希望借助病毒这一非同寻常的盟友来应对这一日益严重的威胁。最近，研究人员重点研究了被称为噬菌体的病毒，将其作为治疗和解除抗生素耐药细菌的新工具。人们特别关注"巨型"噬菌体--最近发现的具有超大基因组的病毒--这种病毒可被用作特殊的递送剂，不仅能杀死细菌，还能将抗生素直接递送到感染源。但是，为了通过噬菌体提供新型疗法，科学家们必须首先了解这些神秘病毒内部非同寻常的生物构成和机制。PicA的图形图像，PicA是巨型噬菌体的一个关键部件，负责协调噬菌体核保护壳内的蛋白质运输。图片来源：加州大学圣地亚哥分校波格利亚诺实验室研究与结论加州大学圣地亚哥分校生物科学院的研究人员与加州大学伯克利分校创新基因组研究所和曼谷朱拉隆功大学的同事们在破译巨型噬菌体的几项关键功能方面迈出了实质性的一步。加州大学圣地亚哥分校生物科学院教授、新论文的资深作者乔-波利亚诺（JoePogliano）说："这些巨型噬菌体拥有庞大的基因组，理论上可以对其进行操纵，使其携带的有效载荷能够更有效地杀死细菌。问题在于它们的基因组是封闭的，因此不容易获取。但现在我们已经发现了其中的一些关键元素"。正如论文中所描述的，生物科学学院研究生蔡斯-摩根（ChaseMorgan）领导的研究主要集中在巨型Chimalliviridae噬菌体上，研究发现这种噬菌体通过形成一个类似于人类和其他生物体细胞核的腔室，在细菌内部进行复制。Chimalliviridae的类似细胞核的小室会分离并选择性地导入某些蛋白质，使其能够在宿主细菌内复制。但这一过程如何展开一直是令人费解的部分。巨型病毒phikzvirus或phiKZ可感染假单胞菌。资料来源：加州大学圣地亚哥分校波利亚诺实验室摩根和他的同事利用新的遗传学和细胞生物学工具，发现了一种关键蛋白，他们将其命名为"奇马拉维病毒A蛋白导入器"或PicA，这种蛋白就像一种夜总会保镖，有选择性地贩运蛋白质，允许一些蛋白质进入细胞核内部，但拒绝其他蛋白质进入。他们发现，PicA能够协调货物蛋白在噬菌体细胞核保护壳内的运输。摩根说："这种病毒能够建立起如此复杂的结构和运输系统，实在令人惊叹，我们以前从未见过这样的病毒。我们所认为的复杂生物学通常是保留给人类和我们数以万计基因的高等生命形式的，但在这里，我们在一个只有大约300个基因的相对微小的病毒基因组中看到了功能类似的过程。这可能是我们所知的最简单的选择性运输系统。"研究人员利用用于研究基因组的可编程RNA工具CRISPRi-ART，证明了PicA是Chimalliviridae细胞核发育和复制过程的重要组成部分。"如果没有RNA靶向CRISPR技术的简单性和多功能性，直接提出和回答这些问题几乎是不可能的。我们非常期待看到这些工具如何揭开噬菌体基因组编码的神秘面纱，"合著者、在诺贝尔奖获得者、CRISPR先驱珍妮弗-杜德娜（JenniferDoudna）手下工作的博士后学者本-阿德勒（BenAdler）说。生物科学学院研究生ChaseMorgan和EmilyArmbruster，PNAS论文的共同作者。图片来源：加州大学圣地亚哥分校波利亚诺实验室噬菌体疗法的意义数十亿年来，细菌和病毒一直在进行着一场军备竞赛，双方都在不断进化以对抗对方的适应性。研究人员说，复杂的PicA运输系统就是这种激烈、持续的进化竞争的结果。该系统进化得既高度灵活又具有高度选择性，只允许关键的有益元素进入细胞核。如果没有PicA系统，细菌的防御蛋白就会进入细胞核，破坏病毒的复制过程。霍华德-休斯医学研究所（HHMI）资助的"新兴病原体计划"（EmergingPathogensInitiative）和加州大学圣迭戈分校噬菌体创新应用与治疗中心的科学家们正在努力为最终通过基因编排噬菌体来治疗各种致命疾病奠定基础。论文共同作者、生物科学学院研究生艾米丽-阿姆布鲁斯特（EmilyArmbruster）说："我们以前确实不了解蛋白质导入系统是如何工作的，也不知道哪些蛋白质参与其中，因此这项研究是我们了解这些噬菌体成功复制的关键过程的第一步。我们对这些重要系统了解得越多，就越能更好地设计出用于治疗的噬菌体。"这类基因编程病毒的未来目标包括铜绿假单胞菌，众所周知，这种细菌可导致潜在的致命感染，并对医院中的病人构成威胁。其他有希望的目标还包括大肠杆菌和克雷伯氏菌，它们会引起慢性和复发性感染，在某些情况下还会进入血液，危及生命。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430589.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430589.htm

食脑变形虫遇到了对手：奥地利研究人员发现不寻常的巨型病毒可消灭之

食脑变形虫遇到了对手：奥地利研究人员发现不寻常的巨型病毒可消灭之维也纳大学的研究人员发现了一种名为Naegleriavirus的病毒，这种病毒可感染危险的福氏奈格勒氏变形虫，为病毒生物学和潜在的水处理解决方案提供了新的视角。基于电子显微镜的Naegleriavirus图解。图中所示为带有星形星门的病毒颗粒切面。图片来源：该插图由StefanPommer/photopic.at绘制，根据CCBY-NC-SA4.0发布。这些病毒被命名为"Naegleriavirus"，属于巨型病毒，以其异常巨大的颗粒和复杂的基因组而闻名。研究小组在著名期刊《自然通讯》（NatureCommunications）上详细介绍了他们的发现。单细胞阿米巴原虫在全球水体中都有发现。值得注意的是，其中一种名为福氏奈格勒氏变形虫（Naegleriafowleri）的阿米巴原虫在30°C以上的温暖水域中生长旺盛，可引起原发性阿米巴脑膜脑炎（PAM），这是一种罕见但几乎无一例外都会致命的脑部感染。由维也纳大学微生物学与环境系统科学中心（CeMESS）的帕特里克-阿瑟弗（PatrickArthofer）和马蒂亚斯-霍恩（MatthiasHorn）领导的一个研究小组现在已经分离出了感染各种奈格勒氏变形虫的巨型病毒。巨型病毒在科学上被称为核细胞病毒群，是二十年前才发现的一个病毒群，主要感染单细胞生物。这些病毒在体积上可与细菌媲美，拥有独特的结构和遗传特征，以前被认为是细胞生命独有的。它们的发现引发了关于病毒定义和生命起源的争论。被Naegleriavirus感染的变形虫细胞。荧光显微镜图像显示了变形虫细胞（粉红色）内的病毒工厂和新产生的病毒颗粒（蓝色）。图片来源：PatrickArthofer和FlorianPanhölzlPatrickArthofer说："新发现的Naegleriaviruses是从维也纳附近Klosterneuburg的一家废水处理厂中分离出来的，是被称为Klosneuviruses的一类病毒中的第四个分离株。通过与普瓦捷大学、加那利群岛大学和美国联合基因组研究所的研究人员开展国际合作，Naegleriavirus的发现和特征描述才得以实现。"Naegleriavirus被误认为是一种食物来源，但在短短几小时内就摧毁了它们的变形虫宿主。它们表现出巨型病毒中常见的结构，通过所谓的星门结构感染宿主细胞，从而促进DNA的进入。几小时内，变形虫细胞内就会形成一个被称为病毒工厂的结构，在细胞核外复制病毒遗传物质，并组装成数百个新的病毒颗粒。为了在这一过程中保持宿主细胞的活力，Naegleriavirus可能会使用特殊的蛋白质来抑制细胞的天然免疫反应，防止细胞过早死亡。只有在病毒复制成功后，细胞才会遭到破坏并释放病毒。噬菌体疗法采用病毒来对付细菌病原体，但新发现的Naegleriaviruses可能不适合治疗奈格勒氏变形虫感染，因为感染发生在脑部，而药物到脑部的可及性具有挑战性。不过，这一发现为对高危水体（如游泳池水处理过程中）进行预防性治疗的可能性打开了大门，但这首先需要进一步的研究。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428759.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428759.htm

科学家设计CRISPR噬菌体 - 可对细菌实施基因编辑的特殊病毒

科学家设计CRISPR噬菌体-可对细菌实施基因编辑的特殊病毒在自然界中，CRISPR最初是由细菌作为一种防御机制来对付捕食它们的病毒，但在新的研究中，研究人员扭转了局面。他们设计了猎杀细菌的病毒，基础来自于广为人知的噬菌体，特别设计的噬菌体可以针对某些菌株，向它们注入CRISPRDNA，对它们的基因组进行特定编辑。在实验室测试中，这些噬菌体--被命名为T7和lambda--负责向大肠杆菌传递基因，使细菌发出荧光，并改变它们对一种抗生素的抗性。果然，这些变化在细菌身上被看到了，表明它正在发挥作用。在下一个测试中，该团队使用λ噬菌体来运输所谓的胞嘧啶碱基编辑器。这种工具并不切断目标的DNA，而是改变序列中的一个字母，使特定的基因失去活性，使之成为一种更温和的细菌。该研究的主要作者MatthewNethery说："我们在这里使用碱基编辑器作为大肠杆菌中基因的一种可编程的开关。使用这样的系统，我们可以对基因组进行高度精确的单字母改变，而不会出现通常与CRISPR-Cas瞄准有关的双链DNA断裂。"最后的测试被设计为模拟一个更自然的环境，使用一个人造的生态系统（EcoFAB）。这涉及到在一个罐子里装上由沙子和石英组成的合成土壤、一些液体和三种不同类型的细菌，包括大肠杆菌。其目的是测试噬菌体在一个更真实的环境中追捕其目标的能力如何，以及它们是否能从其他物种中分离出大肠杆菌。当λ被引入EcoFAB时，它在编辑大肠杆菌方面取得了相当大的成功，研究小组报告说整个细菌群体的效率高达28%。研究人员说，随着进一步的工作，这种技术最终可以在土壤细菌的大规模基因编辑中找到用途，甚至可能在肠道微生物组中找到。该研究的通讯作者RodolpheBarrangou说："我们认为这是一种帮助微生物组的机制。我们可以对一个特定的细菌进行改变，而微生物组的其他部分仍然不受影响。这是一个可以在任何复杂的微生物群落中采用的概念证明，这可以转化为更好的植物健康和更好的胃肠道健康--对食品和健康具有重要意义的环境。"这项研究发表在《美国科学院院刊》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332127.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332127.htm

弧菌与马尾藻的结合 致命细菌正在适应塑料

弧菌与马尾藻的结合致命细菌正在适应塑料例如，通常被称为食肉菌的弧菌可因食用海鲜而引起严重的食源性疾病，并可导致开放性伤口的感染和死亡。从2011年起，马尾藻（一种自由生活的棕色大型藻类）在马尾藻海和其他开放海域（如大大西洋马尾藻带）的存在明显增加，海滩上出现了定期和异常的海藻堆积事件。此外，最初在马尾藻海表层水域发现的海洋塑料垃圾，由于其寿命长，比海洋生态系统中的自然基质持续时间长达数十年，已成为全球关注的问题。目前，人们对弧菌与马尾藻的生态关系知之甚少。此外，对于定植于塑料海洋废弃物和马尾藻的弧菌是否有可能感染人类，一直缺乏基因组和元基因组证据。随着夏季的到来，人们正在努力寻找创新的解决方案来重新利用马尾藻，这些基质是否会对公众健康构成三重威胁？(左边是血琼脂试验；右边是β溶血表型）：超过40%的塑料衍生弧菌分离物显示出溶血活性，与致病潜力一致。资料来源：佛罗里达大西洋大学的TracyMincer来自佛罗里达大西洋大学的研究人员和合作者对从鳗鱼幼虫、塑料海洋废弃物、马尾藻以及从北大西洋加勒比海和马尾藻海域收集的海水样本中分离出的16个弧菌品种的基因组进行了完全测序。他们发现的是弧菌病原体具有"粘"在微塑料上的独特能力，这些微生物可能只是在适应塑料。"塑料是一种被引入海洋环境的新元素，而且只存在了大约50年，"相应的主要作者、FAU的HarborBranch海洋学研究所和HarrietL.Wilkes荣誉学院的生物学助理教授TracyMincer博士说。"我们的实验室工作表明，这些弧菌极具攻击性，可以在几分钟内寻找并粘附在塑料上。我们还发现，微生物在粘附塑料时有一些附着因素，而这与病原体使用的机制相同"。发表在《水研究》杂志上的这项研究说明，开阔海域的弧菌代表了一个至今未被描述的微生物群体，其中一些代表了潜在的新物种，拥有病原体和低营养物质获取基因的混合体，反映了它们的浮游栖息地和它们定居的基质和宿主。利用元基因组组装的基因组（MAG），这项研究代表了第一个从塑料碎片中组装的弧菌属的基因组。一些基于培养的数据显示，搁浅的马尾藻似乎藏有大量的弧菌。资料来源：BrianLapointe,FAU港口分部该研究强调了与霍乱和非霍乱细菌菌株密切相关的脊椎动物病原体基因。栽培品种的表型测试证实了快速的生物膜形成、溶血和脂磷溶解活动，与致病潜力一致。研究人员还发现，首次在霍乱弧菌中描述的zonulaoccludens毒素或"zot"基因，是一种增加肠道通透性的分泌毒素，是他们发现的弧菌中保留和选择最多的一些基因。这些弧菌似乎是通过肠道进入，卡在肠道里，并以这种方式进行感染。"我们发现的另一件有趣的事情是一组被称为'zot'基因的基因，它导致了肠漏综合症，"Mincer说。"例如，如果一条鱼吃了一块塑料并被这种弧菌感染，然后导致肠道漏水和腹泻，它将释放废物营养物质，如氮和磷酸盐，可能会刺激马尾藻的生长和其他周围的生物。"研究结果显示，这种环境中的一些弧菌有一种"杂食"的生活方式，以植物和动物宿主为目标，同时具有在低营养条件下持续存在的能力。随着人类与马尾藻-塑料海洋废弃物互动的增加，这些基质的相关微生物菌群可能藏有强有力的机会主义病原体。重要的是，一些基于培养的数据显示，搁浅的马尾藻似乎藏有大量的弧菌。"我认为在这一点上，没有人真正考虑过这些微生物和它们导致感染的能力，"Mincer说。"我们真的想让公众意识到这些相关的风险。特别是，在对风险进行更彻底的探讨之前，应该对马尾藻生物体的收获和加工持谨慎态度。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361007.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1361007.htm

科学家在地球最深的海沟发现新病毒

科学家在地球最深的海沟发现新病毒"马里亚纳海沟是地球上最深的地方，在太平洋海底的最低点下降了近11000米（36000英尺）。即使在这个深不见底、寒气逼人的深渊中，生命依然存在。"青岛中国海洋大学的海洋病毒学家王敏博士说："只要有生命的地方，就一定有调节器在工作。"在这里指的就是病毒。在最近发表于《微生物学频谱》（MicrobiologySpectrum）杂志上的一项研究中，王敏和一组国际研究人员报告说，他们从8900米（29200英尺）深的沉积物中分离出了一种新病毒。这种病毒是一种噬菌体，即在细菌体内感染和复制的病毒，而噬菌体被认为是地球上最丰富的生命形式。"据我们所知，这是全球海洋中已知分离最深的噬菌体，"王说。新发现的噬菌体能感染嗜盐单胞菌门中的细菌，这些细菌通常出现在深海沉积物和热液喷口中，热液喷口是海底喷泉状开口，释放出加热的水流。王说，研究小组对病毒遗传物质的分析表明，深海中存在一个以前未知的病毒家族，并对深海噬菌体的多样性、进化和基因组特征以及噬菌体-宿主相互作用有了新的认识。在之前的工作中，研究人员利用元基因组分析研究了感染海洋螺旋纲（Oceanospirallales）细菌的病毒，其中包括嗜盐单胞菌。在这项新研究中，王的研究小组从青岛中国海洋大学海洋病毒学家张玉忠博士领导的研究小组收集和分离的细菌菌株中寻找病毒。张的研究探索极端环境中的微生物生命，包括极地和马里亚纳海沟。这种新病毒被鉴定为vB_HmeY_H4907，对它的基因组分析表明，这种病毒广泛分布于海洋中，其结构与其宿主相似。这项研究指出了新的问题和研究领域，重点是病毒在恶劣、隐蔽环境中的生存策略--以及它们如何与宿主共同进化。新病毒具有溶解性，这意味着它能侵入宿主体内并进行复制，但通常不会杀死细菌细胞。随着细胞的分裂，病毒的遗传物质也被复制和传递。王说，在今后的研究中，研究小组计划调查驱动深海病毒与其宿主之间相互作用的分子机制。他们还在极端环境中寻找其他新病毒，"这将有助于拓宽我们对病毒球的理解，"王说。"极端环境为发现新型病毒提供了最佳前景"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385919.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385919.htm