首次观察到病毒吸食另一种病毒的“脖子”

科学家们首次观察到一种病毒附着在另一种病毒上。电子显微镜以惊人的细节捕捉到了这种相互作用，并展示了这两种不同的病毒是如何共同进化的。该研究结果于 10 月 31 日发表在《国际微生物生态学会杂志》上。

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研究中提到的两种病毒都属于噬菌体。这是一类已知会感染细菌的病毒。噬菌体还会感染被称为古细菌的单细胞原核生物，通常被称为“噬菌体”。

有些病毒被称为卫星病毒（紫色部分），它们依靠宿主生物和另一种被称为辅助病毒的病毒来完成生命周期。卫星病毒依靠辅助病毒来构建保护壳，保护壳可以覆盖其遗传物质（衣壳）或帮助其复制 DNA。要使这种关系持续下去，卫星病毒和辅助病毒必须彼此靠近至少一小段时间，但在此之前，尚无卫星病毒附着在辅助病毒上的已知案例。

“当我看到它时，我心想‘我简直不敢相信’，”这项研究的共同作者、马里兰大学巴尔的摩分校生物学家 Tagide deCarvalho 在一份声明中说。“从来没有人见过噬菌体或任何其他病毒附着在另一个病毒上。”

分离出卫星病毒的学生给它取了个绰号叫“MiniFlayer”，给它的助手取了个绰号叫“MindFlayer”。研究小组在观察感染链霉菌的噬菌体卫星家族的一些样本时，发现了卫星“MiniFlayer”和助手“MindFlayer”之间的这种病毒关系。他们最初认为这些样本受到了污染，因为样本中的 DNA 序列很长，而且一些较小的 DNA 序列与他们所熟悉的序列都不匹配。

他们拍摄了详细的电子显微镜图像，显示样本中 80% 的辅助病毒在其“颈部”处（辅助病毒的外壳与其尾部连接处）有卫星。没有卫星的病毒在颈部仍有残留的卫星卷须，研究小组称这些卷须看起来像“咬痕”。

接下来，他们分析了噬菌体和细菌宿主的基因组。卫星病毒具有编码其外部蛋白质外壳的基因，但没有在细菌细胞内繁殖所需的基因。这一证据支持了两种噬菌体实际上相互作用的想法。

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他们还发现，卫星病毒在进入细菌宿主细胞后，不具备整合到宿主细胞基因组中所必需的基因。由于大多数卫星病毒可以隐藏在宿主的 DNA 中，因此一旦合适的辅助病毒出现，它们就可以复制。据该团队称，卫星病毒利用其尾部的独特适应性附着在辅助病毒上，这样它就可以在没有这个关键基因的情况下生存。

“现在附着完全合理，否则，你怎么能保证你能同时进入细胞呢？这颗卫星一直在调整和优化其基因组，以便与辅助细胞相关联，我想至少有 1 亿年了，”共同作者、马里兰大学巴尔的摩分校计算生物学家 Ivan Erill 在一份声明中说。

到目前为止，这种关系仅在实验室环境中被观察到。了解这些长期的病毒关系可以帮助科学家发现自然界中许多其他的例子。

“人们认为被污染的很多噬菌体实际上可能是这些卫星辅助系统，”德卡瓦略说。“所以现在，有了这篇论文，人们可能能够识别更多这样的系统。”