科技日報記者?張夢然
你有沒有想過，讓你重感冒的病毒也會被病毒感染？是的，病毒確實會生病，這可能會讓人們感到些許安慰。更有意思的是，罪魁禍首竟然也是病毒。
這張彩色透射電子顯微鏡圖像顯示了一種新發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星病毒附著在其輔助病毒上。這是科學家第一次觀察到一種病毒附著在另一種病毒上。在50個觀察到的輔助病毒中，40個擁有衛(wèi)星病毒。對衛(wèi)星病毒和輔助病毒基因組的生物信息分析提供了衛(wèi)星病毒可能進化到附著在輔助病毒上的線索。這也表明這對病毒可能已經(jīng)共同進化了大約一億年。
圖片來源：馬里蘭大學巴爾的摩分校
當病毒進入細胞時，它可以進入休眠狀態(tài)或立即開始復(fù)制。在復(fù)制時，病毒本質(zhì)上是控制細胞的分子工廠來制造大量的自身副本，然后突破細胞釋放這些新的副本。
但有時，病毒進入細胞后卻發(fā)現(xiàn)，它的新臨時住所已是另一種休眠病毒的家園。那接下來就是一場爭奪住所控制權(quán)的戰(zhàn)斗，孰勝孰負難以預(yù)料。
美國馬里蘭大學巴爾的摩分校教授塔吉德·德卡瓦略和他的學生最近發(fā)現(xiàn)了一種被命名為MiniFlayer的病毒，它會像吸血鬼一樣，緊緊抓住并“噬咬”其它病毒的“脖子”。
衛(wèi)星病毒的世界很殘忍
幾十年來，生物學家已知道存在捕食其它病毒的病毒，并將之稱為衛(wèi)星病毒。1973年，研究人員分析了噬菌體P2（一種感染大腸桿菌的病毒），發(fā)現(xiàn)這種感染有時會導(dǎo)致細胞中出現(xiàn)兩種不同類型的病毒：噬菌體P2和噬菌體P4。
噬菌體P4可整合到宿主細胞的染色體中并處于休眠狀態(tài)。當P2感染已經(jīng)含有P4的細胞時，潛伏的P4會迅速醒來，并使用P2的遺傳指令制造數(shù)百個自己的小病毒顆粒。毫無戒心的P2很“幸運”地也能復(fù)制幾次。在這種情況下，生物學家將P2稱為輔助病毒，因為衛(wèi)星P4需要P2的遺傳物質(zhì)來復(fù)制和傳播。
隨后的研究表明，大多數(shù)細菌物種都有一套多樣化的衛(wèi)星輔助系統(tǒng)。但衛(wèi)星病毒并不局限于細菌，潛伏在植物細胞中的植物衛(wèi)星病毒也很普遍。
病毒“軍備競賽”或給人類提供武器
盡管研究人員在生命的幾乎每個領(lǐng)域都發(fā)現(xiàn)了衛(wèi)星病毒系統(tǒng)，但它們對生物學的重要性仍未被充分認識。最明顯的是，衛(wèi)星病毒對其輔助病毒有直接影響，通常會殘害它們，但有時也會使它們變成更有效的殺手。
衛(wèi)星病毒及其輔助病毒會進行無休止的進化“軍備競賽”。衛(wèi)星病毒能進化出利用輔助病毒的新方法，而輔助病毒則能進化出阻止它們的對策。因為雙方都是病毒，所以這場自相殘殺的結(jié)果，必然導(dǎo)致一種人們最感興趣的東西——抗病毒藥物。
最近研究表明，許多被認為是在細菌中進化的抗病毒系統(tǒng)，例如用于基因編輯的CRISPR-Cas9分子剪刀，就可能起源于噬菌體及其衛(wèi)星病毒。諷刺的是，輔助病毒及其衛(wèi)星病毒的高周轉(zhuǎn)率和突變率，最終都成為了“抗病毒武器”的研究熱點。
換句話說，為了“智取”對方，衛(wèi)星病毒和輔助病毒居然進化出了一系列抗病毒系統(tǒng)供研究人員“利用”。
“吸血鬼”病毒抓住“奪心魔”脖子
對人類來說，這一領(lǐng)域仍有很多東西需要了解。最新發(fā)表在《國際微生物生態(tài)學會會刊》上的一項研究描述了一種衛(wèi)星噬菌體，它與以前已知的衛(wèi)星病毒完全不同，其已經(jīng)進化出了一種獨特的、怪異的存活方式。
馬里蘭大學研究人員從土壤細菌鏈霉菌中分離出了一種名為MiniFlayer的衛(wèi)星噬菌體，后來發(fā)現(xiàn)它與感染鏈霉菌的一種稱為噬菌體MindFlayer（意為“奪心魔”）的輔助病毒密切相關(guān)。但進一步的研究表明，MiniFlayer可不是普通的衛(wèi)星病毒。
MiniFlayer是人們已知的第一個“放棄”休眠能力的衛(wèi)星噬菌體。
詳細來說，MiniFlayer展示了一種沉著的進化能力和恐怖的創(chuàng)造能力。它可不會默默等待，而是擅長主動發(fā)起進攻——這種衛(wèi)星噬菌體進化出了一種短的附肢，可像吸血鬼一樣抓住輔助病毒的“脖子”。粗心的輔助病毒本是和它的“乘客”一起尋找新的宿主，但接下來，病毒“宮斗劇”上演了。
科學家還不知道MiniFlayer是如何制服它的對手的，也不知道對手是否已經(jīng)進化出了相應(yīng)對策。
如果說，最近的新冠疫情教會了人們什么的話，那就是人們可用的抗病毒藥物仍然有限。對病毒及其衛(wèi)星病毒依賴性與掠奪性交織的復(fù)雜關(guān)系的研究，才剛剛開始，但卻將為人類的抗病毒治療開辟新途徑。
