噬菌体通过"监听"细胞信号做出决策 在不少人的认知里,病毒就像一个"没有头脑的杀手",它进入人体细胞,劫持细胞,在病症爆发前制造出无数个副本。这的确是新冠病毒等众多病毒的"生存机制",但病毒生物的世界远比这复杂。 比如,导致艾滋病的HIV病毒。作为一种逆转录病毒,当HIV病毒进入细胞时不会立即开始杀戮。相反,它会先将自己整合到宿主的染色体中,等待适当的机会命令细胞开启复制,随后爆发感染其他免疫细胞,最终导致艾滋病。 马里兰大学的计算生物学家伊万·艾利尔表示,目前的研究尚不弄清艾滋病毒到底等待的是什么时刻。但对其他病毒的研究表明,病毒在对人体发动攻击时是经过"深思熟虑"的。 报道截图 宛如"谍战片": 病毒"监听"细胞以便做决策 据报道,艾利尔和同事的一项最新研究证明,噬菌体可以"监听"人体内关键的细胞信号,以帮助它们做出决策。更令人惊讶的是,它们可以用细胞的"耳朵"来帮它们听。噬菌体是一种专以细菌为宿主的病毒,是病毒中最为普遍和分布最广的群体。一旦离开了宿主细胞,噬菌体既不能生长,也不能复制。 比如,工作原理与HIV病毒相似的lambda噬菌体,在进入细菌细胞后会有一段潜伏期。但它并没有闲着不动,而是用一种叫做CI的特殊蛋白质,像听诊器一样来监听细菌细胞内DNA损伤的迹象,以决定是像大多数病毒一样复制并杀死细胞,还是像HIV一样将自己整合到细胞的染色体中。 一旦"监听"到细菌DNA受损的消息,lambda就会启动自己的复制基因完全杀死细胞,并离开一直居住的细胞,开始寻找其他未受损的细胞进行感染。 值得注意的是,在整个"监听"过程中,有部分噬菌体甚至不需要利用自己的蛋白质来收集信息,而是利用受感染细胞自身的DNA损伤传感器——LexA。一旦检测到DNA损伤,LexA将激活噬菌体的"复制-杀死基因",本质就是通过双重杂交令细胞自杀,同时允许噬菌体逃跑。 未来或许能"以毒攻毒" 报道称,尽管病毒并不会像人类一样思考,但进化赋予了它们一些相当复杂的决策机制,利用观察周围环境的能力,包括感知宿主体内产生的成分,决定什么时候在宿主体内保持休眠状态,什么时候生长和爆发,并利用来自周围环境的信息摧毁宿主细胞。 艾利尔表示,这种能力使得病毒和宿主之间的"相互作用变得更加复杂"。目前,病毒正利用这种能力为自己"谋取利益"。据悉,这项新研究是第一个全面证明噬菌体可以监视细胞活动的证据。在他看来,未来"我们可以利用它来损害它们的利益。" 他还指出,尽管这项新研究的对象是噬菌体,但"我们所知道的关于噬菌体的一切,它们拥有的每一种进化策略,都被证明可以转化为感染动植物的病毒。这几乎是理所当然的。因此,如果噬菌体在监听它们的宿主,那么影响人类的病毒必然也会这样做。" 红星新闻记者 徐缓 编辑 官莉 潘莉