你有沒有想過，讓你感冒的病毒本身會不會也感冒？ 知道病毒實際上也會“生病”可能會讓你感到安慰。更妙的是，正如因果報應所體現的那樣，罪魁禍首竟然是其他病毒。
病毒會“生病”，指的是它們的正常功能受損。當病毒進入細胞時，它可以選擇 休眠或立即開始複製。在複製時，病毒基本上會接管細胞的分子工廠，製造大量自身的副本，然後突破細胞，釋放新的副本。
有時，病毒進入細胞後才發現，它的新臨時住所已經是另一種休眠病毒的家。真是出乎意料。接下來就是一場爭奪細胞控制權的戰鬥，任何一方都可能獲勝。
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但有時，病毒進入細胞後會發現一個特別糟糕的衝擊：一個病毒房客專門等待捕食入侵的病毒。
我是一名 生物資訊學家，我的 實驗室研究病毒的進化。我們經常遇到“病毒的病毒”，但我們最近發現了一些新的東西：一種附著在另一種病毒脖子上的病毒。
衛星世界
生物學家們幾十年來都知道存在捕食其他病毒的病毒——被稱為 病毒“衛星”。1973 年，研究噬菌體 P2（一種感染腸道細菌Escherichia coli的病毒）的研究人員發現，這種感染有時會導致兩種不同型別的病毒從細胞中出現：噬菌體 P2 和噬菌體 P4。
噬菌體 P4 是一種溫和噬菌體，這意味著它可以整合到宿主細胞的染色體中並處於休眠狀態。當 P2 感染已經攜帶 P4 的細胞時，潛伏的 P4 會迅速甦醒，並利用 P2 的遺傳指令來製造數百個自身的小病毒顆粒。毫無戒心的 P2 即使能複製幾次，也算是幸運的了。在這種情況下，生物學家將 P2 稱為“輔助”病毒，因為衛星 P4 需要 P2 的遺傳物質才能複製和傳播。
後續研究表明，大多數細菌物種都擁有一套多樣化的衛星-輔助系統，例如 P4-P2 系統。但病毒衛星並不侷限於細菌。在 2003 年發現已知最大的病毒——擬菌病毒 (mimivirus) 後不久，科學家們也發現了它的衛星，他們將其命名為 Sputnik。植物病毒衛星潛伏在植物細胞中等待其他病毒，也十分普遍，並且可能對農作物產生重要影響。
病毒軍備競賽
儘管研究人員幾乎在生命的每個領域都發現了衛星-輔助病毒系統，但它們對生物學的重要性仍然被低估了。最明顯的是，病毒衛星對其“輔助”病毒具有直接影響，通常會削弱它們，但有時會使它們成為更有效的殺手。然而，這可能只是它們對生物學貢獻中最小的一部分。
衛星病毒及其輔助病毒也參與了一場永無止境的進化軍備競賽。衛星病毒進化出利用輔助病毒的新方法，而輔助病毒則進化出阻止它們的對策。由於雙方都是病毒，因此這場內部戰爭的結果必然包括一些人們感興趣的東西：抗病毒藥物。
最近的研究表明，許多被認為是在細菌中進化出來的抗病毒系統，例如基因編輯中使用的 CRISPR-Cas9 分子剪刀，可能起源於噬菌體及其衛星。具有諷刺意味的是，由於其高週轉率和突變率，輔助病毒及其衛星病毒最終成為了抗病毒武器的進化熱點。為了試圖智勝對方，衛星病毒和輔助病毒已經開發出了一系列無與倫比的抗病毒系統，供研究人員利用。
奪心魔和迷你奪心魔
病毒衛星有潛力改變研究人員對抗病毒策略的理解，但關於它們還有很多東西需要學習。在我們最近的工作中，我和我的合作者描述了一種與以前已知的衛星完全不同的衛星噬菌體，它進化出了一種獨特的、令人毛骨悚然的生活方式。
馬里蘭大學巴爾的摩縣分校的本科生噬菌體獵手從土壤細菌鏈黴菌中分離出了一種名為迷你奪心魔的衛星噬菌體。迷你奪心魔被發現與一種名為噬菌體奪心魔的輔助病毒密切相關，後者感染鏈黴菌細菌。但進一步的研究表明，迷你奪心魔並非普通的衛星。
迷你奪心魔是已知的第一種失去休眠能力的衛星噬菌體。無法潛伏等待輔助病毒進入細胞，這對衛星噬菌體提出了重要的挑戰。如果你需要另一種病毒來複制，你如何保證它在你進入細胞的同時進入細胞？
迷你奪心魔以進化上的沉著和恐怖電影般的創造力應對了這一挑戰。迷你奪心魔沒有潛伏等待，而是轉為進攻。這種衛星噬菌體借鑑了《德古拉》和《異形》的靈感，進化出了一種短小的附屬物，使其能夠像吸血鬼一樣附著在輔助病毒的脖子上。這樣，毫無戒心的輔助病毒及其乘客一起尋找新的宿主，病毒的戲劇將在那裡再次上演。我們尚不清楚迷你奪心魔是如何制服其輔助病毒的，也不清楚奪心魔是否進化出了對策。
如果最近的疫情教會了我們什麼，那就是我們的抗病毒藥物供應相當有限。對病毒及其衛星的複雜、相互交織且有時具有掠奪性的本質的研究，例如迷你奪心魔附著在其輔助病毒脖子上的能力，有可能為抗病毒療法開闢新的途徑。
本文最初發表於 The Conversation。閱讀 原文。