↑噬菌體通過「監聽」細胞信號做出決策
在不少人的認知里,病毒就像一個「沒有頭腦的殺手」,它進入人體細胞,劫持細胞,在病症爆發前製造出無數個副本。這的確是新冠病毒等眾多病毒的「生存機制」,但病毒生物的世界遠比這複雜。
比如,導致愛滋病的HIV病毒。作為一種逆轉錄病毒,當HIV病毒進入細胞時不會立即開始殺戮。相反,它會先將自己整合到宿主的染色體中,等待適當的機會命令細胞開啟複製,隨後爆發感染其他免疫細胞,最終導致愛滋病。
馬里蘭大學的計算生物學家伊萬·艾利爾表示,目前的研究尚不弄清愛滋病毒到底等待的是什麼時刻。但對其他病毒的研究表明,病毒在對人體發動攻擊時是經過「深思熟慮」的。
↑報導截圖
宛如「諜戰片」:
病毒「監聽」細胞以便做決策
據報導,艾利爾和同事的一項最新研究證明,噬菌體可以「監聽」人體內關鍵的細胞信號,以幫助它們做出決策。更令人驚訝的是,它們可以用細胞的「耳朵」來幫它們聽。噬菌體是一種專以細菌為宿主的病毒,是病毒中最為普遍和分布最廣的群體。一旦離開了宿主細胞,噬菌體既不能生長,也不能複製。
比如,工作原理與HIV病毒相似的lambda噬菌體,在進入細菌細胞後會有一段潛伏期。但它並沒有閒著不動,而是用一種叫做CI的特殊蛋白質,像聽診器一樣來監聽細菌細胞內DNA損傷的跡象,以決定是像大多數病毒一樣複製並殺死細胞,還是像HIV一樣將自己整合到細胞的染色體中。
一旦「監聽」到細菌DNA受損的消息,lambda就會啟動自己的複製基因完全殺死細胞,並離開一直居住的細胞,開始尋找其他未受損的細胞進行感染。
值得注意的是,在整個「監聽」過程中,有部分噬菌體甚至不需要利用自己的蛋白質來收集信息,而是利用受感染細胞自身的DNA損傷傳感器——LexA。一旦檢測到DNA損傷,LexA將激活噬菌體的「複製-殺死基因」,本質就是通過雙重雜交令細胞自殺,同時允許噬菌體逃跑。
未來或許能「以毒攻毒」
報導稱,儘管病毒並不會像人類一樣思考,但進化賦予了它們一些相當複雜的決策機制,利用觀察周圍環境的能力,包括感知宿主體內產生的成分,決定什麼時候在宿主體內保持休眠狀態,什麼時候生長和爆發,並利用來自周圍環境的信息摧毀宿主細胞。
艾利爾表示,這種能力使得病毒和宿主之間的「相互作用變得更加複雜」。目前,病毒正利用這種能力為自己「謀取利益」。據悉,這項新研究是第一個全面證明噬菌體可以監視細胞活動的證據。在他看來,未來「我們可以利用它來損害它們的利益。」
他還指出,儘管這項新研究的對象是噬菌體,但「我們所知道的關於噬菌體的一切,它們擁有的每一種進化策略,都被證明可以轉化為感染動植物的病毒。這幾乎是理所當然的。因此,如果噬菌體在監聽它們的宿主,那麼影響人類的病毒必然也會這樣做。」
紅星新聞記者 徐緩
編輯 官莉 潘莉
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