病毒會感知其祖先留下的化學訊號，以便決定是殺死宿主還是僅感染宿主。
這一發現——在攻擊芽孢桿菌的病毒中——標誌著首次發現任何型別的病毒通訊系統。但研究人員表示，許多其他病毒可以透過它們自己的分子語言相互通訊，甚至可能包括導致人類疾病的病毒。如果真是這樣，科學家們可能已經找到了一種擾亂病毒攻擊的新方法。
以色列雷霍沃特魏茨曼科學研究所的微生物遺傳學家 Rotem Sorek 領導的團隊發現了這種秘密的病毒密碼。他們的研究結果於 1 月 18 日發表在《自然》雜誌上。
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英國萊斯特大學研究感染細菌的病毒（稱為噬菌體或噬菌體）的微生物學家 Martha Clokie 說：“這將是一篇具有變革意義的論文。”
感染訊號
Sorek 的團隊正在尋找枯草芽孢桿菌這種細菌可能會向其他細菌發出噬菌體警報的證據。研究人員知道，細菌透過分泌和感知一系列化學物質來與它們的同類進行交流。這種現象稱為群體感應，使細菌能夠根據周圍其他細菌的數量調整行為。例如，細菌使用群體感應來決定是否分裂或何時發起感染。
令團隊驚訝的是，他們發現一種入侵芽孢桿菌的病毒——一種稱為 phi3T 的噬菌體——產生一種影響其他病毒行為的化學物質。
一些噬菌體可以透過兩種不同的方式感染細胞。通常，它們會劫持宿主細胞並大量繁殖，直到宿主破裂並死亡。然而，有時噬菌體會將自己的遺傳物質插入宿主的基因組中，然後處於休眠狀態，直到觸發因素導致它們在稍後重新啟用和繁殖。
新發現的病毒通訊系統改變了 phi3T 的感染方式。
該團隊首先將 phi3T 注射到一瓶枯草芽孢桿菌中，發現該病毒傾向於殺死細菌。然後，他們過濾了該瓶中的內容物以去除細菌和病毒（但保留小蛋白質），並將這種“條件培養基”餵給新鮮的細菌和噬菌體培養物。這改變了噬菌體的行為：現在它更有可能將其基因組插入細菌中，而不是殺死它。該團隊將他們懷疑參與其中的神秘分子命名為“arbitrium”（源於拉丁語，意為“決定”），並開始對其進行識別。
“令人惱火的好”
經過兩年半的搜尋，Sorek 和研究生 Zohar Erez 發現 arbitrium 是一種短的病毒蛋白，會在感染的細菌死亡後滲出。當 arbitrium 的水平升高（在大量細胞死亡後）時，噬菌體停止殺死剩餘的細菌，轉而休眠在細菌基因組中。Sorek、Erez 和他們的同事又發現了兩種 phi3T 蛋白，它們可以測量 arbitrium 的水平，然後影響後續感染的性質。
紐西蘭但尼丁奧塔哥大學的微生物遺傳學家 Peter Fineran 說：“這很有道理。如果噬菌體耗盡了宿主，它會嘗試限制其破壞，並保持安靜，等待宿主重新建立生長。”
Clokie 說，這項新工作“令人惱火的好”。“我曾經想做這些實驗來看看培養基中是否有什麼東西。” 她還預計其他噬菌體生物學家會發現其他通訊系統。Sorek 的團隊發現了 100 多種不同的類似 arbitrium 的系統，其中大部分存在於其他芽孢桿菌病毒的基因組中。“噬菌體以不同的頻率廣播。它們說不同的語言，並且只能聽到它們所說的語言，”他補充道。
他甚至想知道，感染更復雜的生物（如人類）的病毒是否會相互交談。他指出，艾滋病毒和皰疹病毒會引起活動性和潛伏性感染。“如果你有一種可以驅動病毒進入完全潛伏期的分子，那將是一種很好的藥物。”
本文經許可轉載，並於 2017 年 1 月 18 日首次發表。