奇怪的第一:看到病毒“叮咬”其他病毒,如微小的吸血鬼

将生命剥离到最简单的组成部分,你就会留下基因和蛋白质的片段,这些片段依赖于宿主生物体的细胞机制进行繁殖——我们称之为元素病毒.

仿佛是为了证明即使是最小的盗贼也没有荣誉,一些类似病毒的实体被称为可移动的遗传元件(MGE)可以侵入这些蜂窝抢劫,利用劫持来促进自己的私利(而偶尔会赠送一两件礼物在他们的主机上)。

尽管人们早就知道MGE在入侵宿主细胞时必须躲避所谓的“辅助”病毒,但没有人意识到它们可以接近多少。

但现在,由马里兰大学巴尔的摩县分校(UMBC)的研究人员领导的一项研究发现了明显的迹象表明,当MGE感染细菌细胞群时,MGEs会锁定其助手的脖子。

“当我看到它时,我想,'我简直不敢相信,'”生物学家和主要作者Tagide deCarvalho。

“没有人见过噬菌体 - 或任何其他噬菌体病毒– 附着在另一种病毒上。

从根本上讲,所有生物本质上都是不完美复制的核酸序列。事实上,我们的基因漂浮在装满蛋白质、脂肪、矿物质和碳水化合物的丰富汤的微型垃圾袋中,这几乎是次要的——所有这些额外的材料最终都能确保基因持续存在和复制。

如果一个基因可以完成这项任务,而不需要编码自己复杂的代谢机制配方,那么就向他们致敬!

一种被称为卫星核酸的MGE就像生命一样简陋。由于缺乏生产胶囊等关键元件的代码,这些序列依赖于其他病毒的存在来制造其机器。

肠杆菌噬菌体P4就是这样一个例子。在里面大肠杆菌细菌 P4 可以将自己插入细胞的基因组中,也可以简单地作为一段称为质粒的核外 DNA 挂在外面。

当它与主机共享时,这一切都会改变肠杆菌噬菌体P2.就像一个不能说不的近视保姆一样,P2在P4的坚持下编织了蛋白质大衣,封装了所有的卫星核酸片段,直到细胞破裂并将它们送入寒冷中以感染新的领域。

这一最新发现为这一过程带来了新的变化。在调查他们最初怀疑的仅仅是污染的情况下,研究人员发现了一组新的卫星噬菌体,攻击一种链霉菌属细菌。

与肠杆菌噬菌体P4s不同,这种噬菌体可以制造自己的外套。它缺乏的是“裤子”的图案——许多噬菌体用来戳穿宿主壁和膜的长尾巴状附属物。为此,它需要自己的帮手。

在研究这些不寻常的MGE的电子显微镜图像时,deCarvalho和她的团队注意到,这些卫星不仅与助手相关联,而且具有讽刺意味的是,它们正在用它们的尾巴来抓住更大的病毒。

卫星和辅助噬菌体的代表性电子显微镜图像。在图D中可以看到键合对,图E显示了卫星尾部纤维的残余物。(deCarvalho等人,ISME期刊, 2023)

在研究小组统计的50个辅助噬菌体中,大约有40个有一颗卫星像某种微观的吸血鬼一样紧紧抓住它们。在碰巧没有卫星的 10 个中,仍然可以看到磨损的残余纤维缠绕在它们的喉咙上(很像“咬痕”,研究人员说).

进一步的调查显示,这颗卫星缺少另一种常见的病毒工具。它无法将其基因编织到宿主的基因组中。请记住,MGE无法将自己保存在宿主的DNA中,因此成为助手脖子上的藤壶是有道理的。

“现在附着是完全有道理的,否则,你怎么能保证你同时进入牢房?”解释资深作者Ivan Erill,UMBC的计算生物学家。

鉴于这一发现几乎被驳回,因为杂散的DNA污染了实验,可能还有很多其他例子表明卫星辅助系统潜伏在微观宇宙的肮脏腹地。

这项研究发表在ISME期刊.

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