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      生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)病毒如何劫持細(xì)胞的機(jī)器
      
			
      
				2019-01-07 09:46:12
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      動(dòng)物或人類細(xì)胞 - 這一過程允許這些外來入侵者欺騙細(xì)胞產(chǎn)生數(shù)百種新病毒，最終爆發(fā)并殺死它們感染的細(xì)胞。在1月13日出版的“ 科學(xué)”雜志上發(fā)表的一篇論文中，研究人員進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，使他們能夠詳細(xì)查看入侵病毒復(fù)制時(shí)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的情況。“科學(xué)家們已經(jīng)研究病毒一百年了，但我們以前從未見過這樣的病毒，” 負(fù)責(zé)該研究小組的分子生物學(xué)教授喬·波利亞諾說。“每個(gè)實(shí)驗(yàn)都為這個(gè)系統(tǒng)帶來了新的和令人興奮的東西。”
      

      生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)病毒如何劫持細(xì)胞的機(jī)器
      

      感染細(xì)菌的病毒，也稱為噬菌體，是地球上最多的一些實(shí)體。“我們選擇研究一個(gè)異常大的噬菌體家族，并采用前沿方法以前所未有的細(xì)節(jié)觀察它們的復(fù)制，”參與該研究的分子生物學(xué)教授Kit Pogliano說。
      

      Joe Pogliano和他的同事發(fā)現(xiàn)，在噬菌體感染細(xì)菌后不久，它們會(huì)破壞細(xì)菌細(xì)胞的大部分現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，包括細(xì)菌DNA，然后劫持剩余的細(xì)胞機(jī)器。然后病毒將整個(gè)細(xì)胞重新組織成一個(gè)高效，集中的工廠，以產(chǎn)生下一代病毒。
      

      “這個(gè)工廠和受感染細(xì)胞的周圍排列與植物和動(dòng)物細(xì)胞中的組織非常相似，”Pogliano說。
      

      細(xì)菌缺乏許多區(qū)分植物或動(dòng)物細(xì)胞中細(xì)胞過程的特殊結(jié)構(gòu)，生物學(xué)家將其稱為“真核細(xì)胞”。例如，細(xì)菌缺乏封閉的細(xì)胞核，其含有遺傳信息并充當(dāng)細(xì)胞的控制中心。
      

      但是博士后研究員Vorrapon Chaikeeratisak和Pogliano實(shí)驗(yàn)室的研究生Katrina Nguyen發(fā)現(xiàn)，入侵的病毒可以組織細(xì)菌內(nèi)的結(jié)構(gòu)來模仿真核細(xì)胞中的結(jié)構(gòu)。
      

      使用熒光顯微鏡，這兩位生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)病毒在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)復(fù)制時(shí)，它們會(huì)建立隔離區(qū)來分隔感染過程中不同的過程。
      

      “這些區(qū)室封閉了所有的病毒DNA，正如植物或哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的核一樣，”該論文的第一作者Chaikeeratisak說。“DNA過程，如復(fù)制或轉(zhuǎn)錄，發(fā)生在隔室內(nèi)，而蛋白質(zhì)則在隔室外產(chǎn)生。”
      

      加州大學(xué)圣地亞哥分校的化學(xué)和生物化學(xué)教授Elizabeth Villa和加州大學(xué)舊金山分校的生物化學(xué)和生物物理學(xué)教授David Agard使用了一種稱為“低溫電子斷層掃描”的專業(yè)技術(shù)來生成Chaikeeratisak過程的圖像。和Nguyen最初在極高的放大率下發(fā)現(xiàn)。
      

      這些圖片顯示病毒后代圍繞細(xì)菌的核樣區(qū)室組裝。最終，這些新病毒使細(xì)胞破裂并擴(kuò)散以感染相鄰細(xì)胞。
      

      “這些對(duì)病毒操縱細(xì)胞的觀察是完全出乎意料的，因?yàn)闆]有看到細(xì)菌病毒以如此激烈的方式重組細(xì)胞，”Pogliano說。“將一個(gè)簡(jiǎn)單的細(xì)胞重組成一個(gè)現(xiàn)有的，更復(fù)雜的系統(tǒng)，模糊了簡(jiǎn)單的細(xì)菌細(xì)胞和'更高'的生物體之間的界限，如植物和動(dòng)物。”
      

      這可能是多細(xì)胞生物進(jìn)化的原因嗎?一種現(xiàn)有的理論，稱為“病毒真核生成”，表明第一個(gè)真核細(xì)胞是在大型病毒接管細(xì)菌時(shí)產(chǎn)生的。最終，細(xì)菌和病毒形成了一種復(fù)合細(xì)胞，其中病毒進(jìn)化為細(xì)胞核。
      

      “現(xiàn)在判斷這種特殊病毒是否是細(xì)菌和病毒向多細(xì)胞真核生物轉(zhuǎn)變的中間步驟可能為時(shí)尚早，但這一發(fā)現(xiàn)可以擴(kuò)大我們所知道的生命起源的知識(shí)，”Pogliano說。
      
			

			
        
      
			
      
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