具有掠夺性的“卫星病毒”有助于揭开新型抗病毒疗法的秘密
具有掠夺性的“卫星病毒”有助于揭开新型抗病毒疗法的秘密作者：IvanErill，马里兰大学巴尔的摩郡分校生物科学教授你有没有想过，让你患上重感冒的病毒自己也会感冒？如果你知道，是的，病毒确实会生病，这也许会让你感到安慰。更妙的是，由于因果报应，罪魁祸首竟然是其他病毒。病毒和人类一样，也会因其他病毒而患病。MiniFlayer等卫星病毒附着在MindFlayer等其他病毒上，证明了这一现象，为我们深入了解病毒行为和开发新型抗病毒疗法提供了潜在途径。病毒之所以会生病，是因为它们的正常功能受到了损害。当病毒进入细胞后，它既可以处于休眠状态，也可以立即开始复制。在复制过程中，病毒会霸占细胞的分子工厂，复制大量的自身，然后脱离细胞，让新的拷贝自由生长。然而有时，病毒进入细胞后才发现，它的新临时住所已经是另一种休眠病毒的家，随后接下来就是一场争夺细胞控制权的战斗，任何一方都有可能获胜。但有时，病毒进入细胞后会发现一种特别令人讨厌的房客：另一种病毒正等着专门捕食进入的病毒。我是一名生物信息学家，我的实验室研究病毒的进化。我们经常会遇到"病毒的病毒"，但我们最近发现了一些新东西：一种病毒会咬住另一种病毒的脖子。卫星病毒MiniFlayer（紫色）通过附着在辅助病毒MindFlayer（灰色）的颈部来感染细胞。图片来源：TagidedeCarvalho几十年前，生物学家们就已经知道存在捕食其他病毒的病毒，这种病毒被称为病毒"卫星"。1973年，研究噬菌体P2（一种感染肠道大肠杆菌的病毒）的研究人员发现，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可以整合到宿主细胞的染色体中并处于休眠状态。当P2感染一个已经携带P4的细胞时，潜伏的P4会迅速苏醒，并利用P2的基因指令制造出数百个自己的小病毒颗粒。毫无防备的P2即使能复制几次，也是幸运的。在这种情况下，生物学家称P2为"辅助"病毒，因为卫星P4需要P2的遗传物质来复制和传播。噬菌体是感染细菌的病毒。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，如P4-P2系统。但病毒卫星并不局限于细菌。2003年，已知最大的病毒--mimivirus被发现后不久，科学家也发现了它的卫星，并将其命名为"Sputnik"。潜伏在植物细胞中等待其他病毒的植物病毒卫星也很普遍，并可能对农作物产生重要影响。尽管研究人员在几乎所有生命领域都发现了卫星辅助病毒系统，但它们对生物学的重要性仍未得到充分重视。最明显的是，病毒卫星会对其"助手"病毒产生直接影响，通常会使它们致残，但有时也会使它们成为更有效的杀手。然而，这可能是它们对生物学的最小贡献。卫星和它们的"助手"还在进行着无休止的进化军备竞赛。卫星进化出新的方法来利用助手，助手则进化出反制措施来阻止卫星。由于双方都是病毒，这场内战的结果必然包括人们感兴趣的东西：抗病毒药物。最近的研究表明，许多被认为是在细菌中进化出来的抗病毒系统，如基因编辑中使用的CRISPR-Cas9分子剪刀，可能起源于噬菌体及其卫星。有点讽刺的是，辅助病毒及其卫星病毒的更替率和变异率都很高，因此成为抗病毒武器的进化热点。为了战胜对方，卫星病毒和辅助病毒提出了一系列无与伦比的抗病毒系统，供研究人员利用。病毒卫星有可能改变研究人员对抗病毒策略的理解，但要了解它们还有很多事情要做。在我们最近的工作中，我和我的合作者描述了一种完全不同于以前已知卫星的卫星噬菌体，它进化出了一种独特而诡异的生活方式。马里兰大学巴尔的摩郡分校的噬菌体猎人从土壤细菌疥疮链霉菌中分离出了一种名为MiniFlayer的卫星噬菌体。研究发现，MiniFlayer与一种名为噬菌体MindFlayer的辅助病毒密切相关，后者会感染疥疮链霉菌。但进一步研究发现，MiniFlayer并非普通的卫星病毒。图中显示，链霉菌卫星噬菌体MiniFlayer（紫色）附着在其辅助病毒链霉菌噬菌体MindFlayer（灰色）的颈部。图片来源：TagidedeCarvalhoMiniFlayer是已知的第一个失去休眠能力的卫星噬菌体。无法等待助手进入细胞对卫星噬菌体来说是一个重要的挑战。如果需要另一种病毒来复制，如何保证它能在你复制的同时进入细胞？迷你噬菌体以进化的勇气和恐怖片的创意应对了这一挑战。MiniFlayer没有坐以待毙，而是主动出击。借鉴"德古拉"和"异形"，这种卫星噬菌体进化出了一种短小的附属物，可以像吸血鬼一样咬住帮助者的脖子。不知情的帮助者和它的乘客一起寻找新的宿主，在那里，病毒剧将再次上演。我们还不知道"迷你杀手"是如何制服它的助手的，也不知道"心灵杀手"是否已经进化出了应对措施。如果说最近的大流行给了我们什么启示的话，那就是我们的抗病毒药物供应相当有限。对病毒及其卫星病毒的复杂性、交织性和有时掠夺性（如"迷你杀手"吸附在其助手脖子上的能力）的研究，有可能为抗病毒治疗开辟新的途径。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1399377.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1399377.htm
