奇怪的第一:看到病毒“叮咬”其他病毒,如微小的吸血鬼

將生命剝離到最簡單的組成部分,你就會留下基因和蛋白質的片段,這些片段依賴于宿主生物體的細胞機制進行繁殖——我們稱之為元素病毒.

仿佛是為了證明即使是最小的盜賊也沒有榮譽,一些類似病毒的實體被稱為可移動的遺傳元件(MGE)可以侵入這些蜂窩搶劫,利用劫持來促進自己的私利(而偶爾會贈送一兩件禮物在他們的主機上)。

盡管人們早就知道MGE在入侵宿主細胞時必須躲避所謂的“輔助”病毒,但沒有人意識到它們可以接近多少。

但現在,由馬里蘭大學巴爾的摩縣分校(UMBC)的研究人員領導的一項研究發(fā)現了明顯的跡象表明,當MGE感染細菌細胞群時,MGEs會鎖定其助手的脖子。

“當我看到它時,我想,'我簡直不敢相信,'”生物學家和主要作者Tagide deCarvalho。

“沒有人見過噬菌體 - 或任何其他噬菌體病毒– 附著在另一種病毒上。

從根本上講,所有生物本質上都是不完美復制的核酸序列。事實上,我們的基因漂浮在裝滿蛋白質、脂肪、礦物質和碳水化合物的豐富湯的微型垃圾袋中,這幾乎是次要的——所有這些額外的材料最終都能確?;虺掷m(xù)存在和復制。

如果一個基因可以完成這項任務,而不需要編碼自己復雜的代謝機制配方,那么就向他們致敬!

一種被稱為衛(wèi)星核酸的MGE就像生命一樣簡陋。由于缺乏生產膠囊等關鍵元件的代碼,這些序列依賴于其他病毒的存在來制造其機器。

腸桿菌噬菌體P4就是這樣一個例子。在里面大腸桿菌細菌 P4 可以將自己插入細胞的基因組中,也可以簡單地作為一段稱為質粒的核外 DNA 掛在外面。

當它與主機共享時,這一切都會改變腸桿菌噬菌體P2.就像一個不能說不的近視保姆一樣,P2在P4的堅持下編織了蛋白質大衣,封裝了所有的衛(wèi)星核酸片段,直到細胞破裂并將它們送入寒冷中以感染新的領域。

這一最新發(fā)現為這一過程帶來了新的變化。在調查他們最初懷疑的僅僅是污染的情況下,研究人員發(fā)現了一組新的衛(wèi)星噬菌體,攻擊一種鏈霉菌屬細菌。

與腸桿菌噬菌體P4s不同,這種噬菌體可以制造自己的外套。它缺乏的是“褲子”的圖案——許多噬菌體用來戳穿宿主壁和膜的長尾巴狀附屬物。為此,它需要自己的幫手。

在研究這些不尋常的MGE的電子顯微鏡圖像時,deCarvalho和她的團隊注意到,這些衛(wèi)星不僅與助手相關聯,而且具有諷刺意味的是,它們正在用它們的尾巴來抓住更大的病毒。

衛(wèi)星和輔助噬菌體的代表性電子顯微鏡圖像。在圖D中可以看到鍵合對,圖E顯示了衛(wèi)星尾部纖維的殘余物。(deCarvalho等人,ISME期刊, 2023)

在研究小組統計的50個輔助噬菌體中,大約有40個有一顆衛(wèi)星像某種微觀的吸血鬼一樣緊緊抓住它們。在碰巧沒有衛(wèi)星的 10 個中,仍然可以看到磨損的殘余纖維纏繞在它們的喉嚨上(很像“咬痕”,研究人員說).

進一步的調查顯示,這顆衛(wèi)星缺少另一種常見的病毒工具。它無法將其基因編織到宿主的基因組中。請記住,MGE無法將自己保存在宿主的DNA中,因此成為助手脖子上的藤壺是有道理的。

“現在附著是完全有道理的,否則,你怎么能保證你同時進入牢房?”解釋資深作者Ivan Erill,UMBC的計算生物學家。

鑒于這一發(fā)現幾乎被駁回,因為雜散的DNA污染了實驗,可能還有很多其他例子表明衛(wèi)星輔助系統潛伏在微觀宇宙的骯臟腹地。

這項研究發(fā)表在ISME期刊.

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