一種專門感染細菌的病毒會「傾聽」同類傳來的訊息,以決定如何攻擊他們的宿主。

§ 翻譯原文:Do you speak virus? Phages caught sending chemical messages 

這種病毒會感應到他們的"前輩"留下來的化學信號,然後再判斷是否要殺掉宿主、或是只要感染宿主就好。

[*注:噬菌體是一種以細菌作為宿主的病毒(長相如下圖);病毒是一種介於生物和非生物間的有機體,一定要寄生在別的生物(他的宿主)上才能存在,像是人類的流感病毒就是以人類為宿主的一種病毒。]

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噬菌體結構圖 the photo was remixed by Lisa, the original photo credit: GrahamColm at English Wikipedia, CC BY-SA 3.0

 

 

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覆滿噬菌體的細菌 photo credit: Dr Graham Beards- en:Image:Phage.jyp, CC BY-SA 3.0

 

 

這項關於噬菌體的研究,是科學上首次發現病毒會有彼此溝通的能力。研究員表示,許多其他種病毒──甚至是那些讓人類生病的病毒──也有能夠透過他們自己的"分子語言"溝通的能力。如果真的是如此,那麼科學家可能已經找到能夠阻擋病毒攻擊的方法了!

這個發現由Sorek的團隊提出,當時他們正在尋找關於「"枯草桿菌"會提醒其他細菌要小心噬菌體」的相關證據。他們已經知道細菌會透過分泌和感測一系列的化學訊號來與同伴溝通,這種現象被稱作「群聚感應(quorum sensing)」,它讓細菌們能夠彼此溝通來隨時調整自己該做的事。舉例來說,細菌會透過群聚感應來決定何時要繁殖或何時要感染宿主。

然而研究過程中他們卻驚訝地發現,感染枯草桿菌的病毒──一種叫作phi3T的噬菌體──會製造化學物質來影響病毒同類的行動。

👉 噬菌體大多會有兩種感染宿主的模式

  1. 意圖殺害宿主,病毒用"劫機"的方式搶下宿主細胞,並讓自己在細胞內大量繁殖,直到宿主承受不了而死亡為止。
  2. 將自己的基因"植入"宿主的DNA內,然後就這樣在宿主細胞內休眠著,直到有什麼突發情況才被喚醒並開始在宿主內大量繁殖。

這項新發現的病毒溝通模式,能夠改變phi3T的感染模式!

 

研究團隊將phi3T注入培育枯草桿菌的培養皿後,發現病毒會傾向於殺掉細菌們。接著他們用過濾器把培養盤中的細菌和病毒都濾掉,但保留含有些微小蛋白質的培養液,然後拿這些培養液去培養另外一群新鮮的細菌和病毒。結果這改變了噬菌體的行為:他們現在更喜歡僅止於把自己的基因嵌入細菌內,而非殺掉他們。研究團隊把這神秘的化學分子命名為拉丁文的"裁決 (arbitrium)”,並決定要來搞清楚它到底是什麼。

經過兩年半的研究,Sorek和他的研究生Zohar Erez才了解原來這位裁決者是一小段病毒的蛋白質,會從被感染而死的細菌內流出隨著細菌死去越多,裁決者的濃度也會越高,高到特定程度後噬菌體會停止殺掉細菌,改為靜靜地在細菌內休眠。Sorek, Erez和他們的同事又發現phi3T的另外兩種蛋白質,可以用來偵測"裁決者"的濃度,並接著影響噬菌體後續的反應。

「這的確合理」紐西蘭奧塔哥大學的微生物基因體學家Peter Fineran說道,「如果噬菌體把宿主(細菌)消耗殆盡,那麼他們會趕快限制自己不要繼續消耗宿主,而是先靜待宿主『長回來』再說

這新發現「根本超讚的!」,Clokie說,「我一直在思考怎麼進行實驗,來研究在那些培養液中會不會有什麼特別的東西。」她期待其他研究噬菌體的科學家也能發現這些病毒更多的溝通機制。Sorek的團隊已發現超過一百種類似"裁決者"的系統,它們大部分存在於各種噬菌體中;「不同的病毒會發出不同頻率的語言,而它們只聽得懂和自己同種的病毒說的話」他補充道,

他也好奇是否那些專感染更複雜生物(比方說人類)的病毒們也會這樣彼此溝通。愛滋(HIV)和皰疹病毒也會有這種"主動攻擊"和"休眠"的活動方式,因此假如有能命令病毒完全休眠的化學因子,那將會是治療這些頑固疾病的好藥。

 

profile photo credit: Zappys Tehnology Solutions @flickr
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