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來源 https://www.nature.com/articles/s41396-023-01548-0
來源 https://www.nature.com/articles/s41396-023-01548-0

《Journal of the International Society for Microbial Ecology》(國際微生物生態學會期刊)最近刊登的一篇論文指出,科學家發現一個以前從未看過的奇怪現象,就是一種病毒就像吸血鬼一樣,卡在另一個病毒的「脖子」上,再度為病毒的狂野行徑寫下新頁。

這件事發生在三年多前,美國馬里蘭大學巴爾的摩分校生物科學系CNMS核心設施助理主任Tagide deCarvalho於2020年3月帶學生從事田野調查時,從取回來的土壤樣本中,透過電子束捕捉影像的特殊顯微鏡,看到了這個狂野的畫面,讓她大開眼界。

她說,我們知道病毒常會做出一些令人驚奇、有趣的事,但這一次她們看到的顯然又是另一件沒人能預料的事。她認為,同時發現數百個病毒中的每一個,都卡在另一個病毒脖子上的景像,絕對不是件單純的事。

這些病毒都是噬菌體,也就是感染細菌的病毒。這是地球上最豐富的生物體之一,一公克的土壤中,就可能有數百萬個噬菌體。

在這篇研究論文中,Tagide deCarvalho和研究團隊解釋了這兩個緊緊靠在一起的病毒是如何形成的。一種名為MiniFlayer的小病毒,失去了在細胞內複製自己的能力,於是緊緊抓住另一種名為MindFlayer病毒的脖子,一起進入細胞,並在細胞裡面利用MindFlayer的遺傳機制,進行增殖。

Tagide deCarvalho發現,和吸血鬼不同的是,MiniFlayer並不會從MindFlayer身上吸取任何東西。目前她們還不清楚MiniFlayer是不是會把自己的DNA注入到 MindFlayer體內,或者只是純粹搭個便車而已,她希望其他研究團隊能夠接手這項工作,找到更多有趣的事情。

Tagide deCarvalho試圖為這種類似搭便車的行為模式,找個比較貼切的形容,她的合作伙伴、馬里蘭大學巴爾的摩分校計算生物學家Ivan Erill把它形容為用牙齒咬住獵物的吸血鬼,可說是完美的比喻。因為,當她們單獨找到MindFlayer病毒時,可以在它的身上找到「咬痕」。

Ivan Erill表示,病毒會做出任何我們想像不到事,它們是大自然中最具創造力的一群。即便如此,藉由「咬住」另一個病毒而進人細菌體內,並在裡面增殖的行徑,還是讓他們大開眼界。

其實,這個驚奇發現也帶點離奇色彩,他們為了教導學生基本的實驗室技術,要求學生從土壤樣本中分離噬菌體,並利用遺傳學進行研究。Tagide deCarvalho表示,對許多學生來說,看到噬菌體是一個令人興奮的時刻,有點像新手爸爸媽媽第一次從超音波看到肚子裡的小寶寶。

Jenell Lewis和Hira Ahmed這兩位學生就是如此,分離出他們的噬菌體,並將它命名為MindFlayer,但在基因定序時,卻發現令人費解的結果,他們的檢體好像遭到某種污染。Tagide deCarvalho再用顯微鏡觀察時,她注意到不是一個噬菌體,而是兩個。

Ivan Erill認為,MiniFlayer附著在MindFlayer的脖子上,跟著MindFlayer到處旅行,直到找到新的細菌,並進到細菌裡面增殖。不管稱之為盗版或是劫持,這種策略已經在數百萬年的進化過程中一再出現,細菌的數量遠遠超過捕食它的病毒,細菌不斷發展防禦策略,病毒噬菌體則發展出反防禦策略,形成一個永無止盡的軍備競賽。

科學家早就對於利用噬菌體做為細菌天敵的特性,進而研發藥物感到興趣。隨著對抗生素具有抗藥性的細菌越來越多,甚至常造成健康上的嚴重威脅之際,MiniFlayer依附著MindFlayer一起進入細菌體內的瘋狂行徑,也許會帶給科學家一些靈感。

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