【科讯】有些病毒都成精了！可监视宿主行为协调发动攻击

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在病毒和为病毒提供栖息环境的宿主(细菌)之间，经常上演“猫捉老鼠”的游戏。 一旦发现病毒的痕迹，宿主的免疫系统就会启动，发誓要追赶它们。 对此，病毒也决不会烫手。 最近的研究表明，通过监视宿主的行为，一些病毒可以交换新闻，等待时机调整行为。

图:普林斯顿大学生物学家邦妮·巴斯勒( bonnie bassler )和学生贾斯汀·简易( justin silpe )发现有病毒可以监视宿主的行为，协调发起攻击

细菌之间交流时，邦妮·巴斯勒( bonnie bassler )经常听。 她只是没想到病毒也在监视宿主的行为。 20世纪90年代以来，这所普林斯顿大学的生物学家一直在研究被称为“集体传感”( quorum sensing )的现象。 在这种情况下，细菌释放分子，显示周围有多少同种。 这些新闻不能采取集体行动，比如调整自己的行动，在积累足够的数量之前开始传染性攻击。

巴斯勒的学生贾斯汀·西普( justin silpe )现在发现病毒也可以窃听这些信号来达到邪恶的目的。 这种病毒是噬菌体，是感染细菌杀死的蜘蛛状物质。 感染宿主后，可能会使用待机或杀戮两种模式。 如果选择后者，大量的子病毒会通过宿主大规模爆发，感染其他宿主。 但是如果周围没有其他宿主呢？ BASR说:“如果你是病毒，如果不进入宿主中，你就完了。”

正如西尔普发现的那样，噬菌体通过检测细菌测定同种数量的群体感应信号，不会赋予这个命运。 宿主体内数量足够的时候杀死宿主，等着能感染后代的宿主增加。 巴斯勒说:“偷听集体诱导分子是很狡猾的行为，以前从没人见过。”

集体感觉已经是革命性的概念。 几十年来，巴斯勒发现了其细节，细菌这样简单的生物也能与交流协调，令人吃惊。 但病毒更简单。 虽然在技术上不是活着的，也是与细菌完全不同的实体，但是在监听和解读同样的分子新闻。

这个发现的物种是几年前埋的，当时BASL的团队在霍乱弧菌( vibrio cholerae )中发现了新的群体感应系统。 霍乱弧菌是引起霍乱的细菌，分泌一种称为dpo的信号分子，利用被称为vqma的蛋白质检测其分子。 细菌开始感染宿主时，宿主周围的细菌很少，它们产生的dpo信号散失。 但是随着它们的数量增加，信号更加集中，开始在vqma探测器上着陆。

这将触发一系列基因重新编程细菌，关闭细菌的感染能力，打开细菌的扩散能力。 BASF说霍乱是潜伏疾病的一部分。 通过集体诱导，霍乱菌在时机成熟之前不能“在宿主体内释放千万人，感染越来越多的宿主”。

在线数据库检索中，西尔发现许多密切相关的霍乱弧菌也有vqma这样的检测器。 但很明显，名为vp882的病毒噬菌体也是如此。 十年前，几名中国台湾研究者在海洋弧菌中发现了这种噬菌体。 这是偶然的一致吗？ 还是数据库中的错误？ 或者，就像西尔普说的，病毒可能是用某种方法窃取宿主的消息？

BASR说:“我想我们必须在这上面浪费很多时间。 因为这是个疯狂的错误，我们就是这么做的。 ”。 发现vp882病毒的研究者退休了，但在此之前，宿主细菌的样本都放在数据库里。 西尔普花了六个月才找到那个贵重的样品。 幸运的是，每种细菌都含有一点病毒。

通过仔细的实验，西尔普说明他的预感是正确的，病毒版本的vqma确实能检测到细菌释放的同样的dpo信号。 这样，无害待机的病毒就会促使宿主开始杀人。 BASR说:“这里面有非常感兴趣的逻辑:高密度的霍乱这种寄生细菌想离开宿主进入其他宿主中。 在高密度下，作为细菌寄生体的病毒也想离开其宿主进入其他宿主体内。 做着同样的事情，使用着同样的信号分子。 ”。

病毒不仅窃听新闻，还记得霍乱菌是如何利用vqma检测器从感染转移到传播的吗？ 西尔普发现病毒版本的vqma可以启动同一基因程序，分散细菌的宿主。 BASL解释说:“噬菌体想杀死霍乱弧菌，阻碍了数百个细菌基因。” 这可能是同一战略的重要组成部分。 噬菌体不仅保证后代有足够的宿主感染，而且保证这些宿主传播得更远。

vp882病毒有一个奇怪的特征。 与局限于很多特定宿主的噬菌体不同，它可以感染很多细菌。 虽然只监听霍乱菌交换的新闻，但西尔普能窃听其他细菌(如沙门氏菌和大肠杆菌)释放的新闻。 如果检测出只存在于目标体内的分子，就会杀死它们。 这种随机病毒现在是可编程的刺客，西尔普可以设定它来跟踪特定的目标。 BASR说:“这就像是进化给我的礼物。”

科学家几十年来一直试图治疗细菌性疾病，这些噬菌体疗法现在看起来特别明亮。 因为多种细菌进化到了能抵抗以前传来的抗生素的水平。 但有一个问题是噬菌体在宿主中一般很吵。 因为这个研究者需要为想治疗的每个细菌感染找到特定的病毒。

西尔普的研究提供了另一种战略。 在美国加利福尼亚大学旧金山分校研究噬菌体的阿德博尔赫斯( adair borges )说:“建议采用能感染多种不同种类细菌的、用预先设定的信号杀死细菌的拥挤噬菌体。 这是噬菌体疗法的有趣尝试，可以使被杀的细菌具有更强的特异性和控制力。 ”。

但是，BASL警告说“不是噬菌体疗法”。 她和西尔只是用试管测试了他们的可编程噬菌体，其他研究者需要看看同样的做法是否适合临床。 他们对研究噬菌体在自然界中是如何工作的很感兴趣，他们观察到研究者长期以来低估了这些病毒。

例如，魏茨曼科学研究所的罗姆索雷克( rotem sorek )去年领导的研究小组发现一些噬菌体有自己版本的集体感知能力，并交换新闻告诉他们何时杀死宿主。 BASR说:“这些都是非生物病毒，旧的交流机制多么棒！ ”。