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病毒世界也有“人间百态”,交往互动打开潘多 

来源:世界临床药物 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-02-25

和人类社会相似,病毒也不是孤独生存的,它们之间既有合作也有竞争,互动频繁。当人们的社交生活因为一场疫病的流行而大受影响,需要谨慎保持社交距离时,在另一个微观世界里,病毒们却有着活跃的“社交生活”。

这些新发现正在改写以往的“病毒规则手册”,也发展出“社交病毒学”这一新兴领域。了解病毒间繁忙的“社交互动”,可以帮助人类更好地战胜它们。

社交病毒学

揭秘细胞中的“微观社会”

病毒是一种介于生物和非生物之间的生命体。目前,病毒学家发现,这种独特的生命形式有着不为人知的生存状态,它们也有着丰富多样的合作关系,也有“社交往来”——病毒并非总是独来独往,它们可以相互合作,也有相互竞争,在它们丰富的“社交活动”中,可以是“利他主义者”,也可以是“揩油者”或“骗子”

科学家们的这些新发现正在改写“病毒规则手册”,由此提出对付病毒性疾病传播的新方法,对新冠病毒的研究也包括在内。专家们认为,理解病毒那些复杂的、有时甚至是奇怪的互动,可以帮助人们从中寻找到让人类社会生活恢复正常的关键线索。

根据病毒感染的经典理论,病毒之间没有太多交互活动的机会:单个病毒粒子或病毒体与某个目标细胞相遇,然后突破进入。一旦进入,它就会像窃贼一样打开工具包,执行可能致命的基因程序。

这个病毒程序的目的只有一个:建立一支病毒克隆大军,将病毒传播到下一个细胞,从而在宿主体内扩散开来。为此,病毒“征用”了受害细胞的蛋白质和基因组的生产设施,生产出数百万份含有病毒组成成分的拷贝。这些病毒基因组和蛋白质又在一起组装出病毒颗粒,一旦时机成熟,就会从宿主细胞中排出,杀死宿主细胞,开始新一轮感染。

这种观点虽然没有错,却将病毒活动大大简化了。实际上,病毒攻击很少会是单枪匹马的行动。“传统理论认为,病毒粒子是最小的感染单位,然而单个病毒体通常是无法成功感染的。”西班牙巴伦西亚大学的拉斐尔·桑胡安说。

研究发现,病毒体通常都是组队行动的,它们甚至还会与其他类型的病毒合作,大批量感染细胞,从而为病毒之间的交互提供大量机会。可惜的是,这种情况一直未得到充分重视。

社交病毒学是一个新学科领域,该领域的微生物学家们认为,他们可以用描述动物、植物和细菌之间相互作用的理论来理解病毒的“社交互动”。他们试图用社会进化理论来解释这些相互作用,并将诸如合作与竞争等复杂动物的行为纳入其理论的基础。

其中,特别棘手的一个问题是利他主义,例如合作繁殖系统,一些个体为帮助抚养其他个体的后代,却放弃自身的繁殖机会。为什么要做出如此昂贵的牺牲?答案原来也是出于私利。个体作出的牺牲只为近亲付出,这有助于将实际上属于自己的基因引入下一代,这就是所谓的亲缘选择理论。

复杂交互

组队感染和重复感染排除

显而易见,在任何情况下,“单个病毒感染”都不需要太多“社交”技能,受感染的细胞最终会充满病毒——由于它们都是原始入侵病毒的克隆体,因而出现复杂关系的机会微乎其微。然而,最近的一些发现改变了所有这些观点。

大约20年前,社会进化理论扩展到了细菌学领域,病毒学家们也更多意识到了这一点。之后的研究表明,病毒活动显然也不排除在这些规则之外。

病毒学家发现,病毒之间存在一些奇怪的行为,比如重复感染排除,即一旦某个细胞被感染,其他病毒通常会被阻止进入

“这提出了一个重要问题,‘重复感染排除'是‘社交活动'的特性之一,因为病毒必须进化出一种与周围其他病毒抗衡的方式。”美国加州大学戴维斯分校进化病毒学家塞缪尔·迪亚兹·穆诺兹说。

病毒与其同类的竞争关系并不仅仅局限于排斥,它们之间还有更复杂的互动。例如,被某个病毒感染的宿主细胞,最终也会成为各种不同病毒基因组的聚集地。病毒有着非常高的变异率,一个宿主细胞内可“窝藏”同一种病毒的数千种不同的变异体,这就为病毒进化展开的竞争与合作创造了大量机会。

另一个重要发现是,病毒通常会通过集体行动来寻找新的宿主。它们会组队成变化多样的“感染团队”

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