科学家们首次观察到一种病毒附着在另一种病毒上。一台电子显微镜捕捉到了这一相互作用的惊人细节，并展示了这两种不同的病毒是如何协同进化的。研究结果于10月31日发表在《微生物生态学国际学会杂志》上。
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研究中的病毒均被归类为噬菌体。这是一类已知的感染细菌的病毒。噬菌体也感染被称为古细菌的单细胞原核生物，通常被称为“噬菌体”。
一些被称为卫星病毒的病毒（图中紫色部分）依赖宿主生物和另一种称为辅助病毒的病毒来完成其生命周期。卫星病毒依赖辅助病毒来构建覆盖其遗传物质的保护性外壳，称为衣壳，或帮助其复制DNA。为了维持这种关系，卫星病毒和辅助病毒必须在一段时间内保持靠近，但在这次发现之前，从未有过卫星病毒附着在辅助病毒上的已知案例。
“当我看到它时，我心想，‘我简直不敢相信’，”该研究的合著者、马里兰大学巴尔的摩县分校的生物学家Tagide deCarvalho在一份声明中说。“没有人见过噬菌体——或任何其他病毒——附着在另一种病毒上。”
分离出卫星病毒的学生们给它起了个绰号“迷你魅影”，并将其辅助病毒命名为“魅影”。该团队在观察一群感染链霉菌的噬菌体卫星时，发现了这种迷你魅影卫星病毒和魅影辅助病毒之间的病毒关系。起初，他们认为样本受到了污染，因为样本中存在大量的DNA序列和一些他们不熟悉的较小的DNA序列。
他们拍摄了详细的电子显微镜图像，显示该样本中80%的辅助病毒在其“颈部”（辅助病毒外壳与其尾部连接处）有一个附着的卫星病毒。没有卫星病毒附着的辅助病毒，颈部仍有残留的卫星触须，团队称其看起来像“咬痕”。
接下来，他们分析了噬菌体和细菌宿主的基因组。卫星病毒具有编码其外壳蛋白的基因，但缺乏在细菌细胞内繁殖所需的基因。这些证据支持了两种噬菌体实际上在相互作用的观点。
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他们还发现，卫星病毒缺乏在进入细菌宿主细胞后整合到其基因组中所需的基因。由于大多数卫星病毒可以隐藏在宿主的DNA中，一旦出现合适的辅助病毒，它们就可以复制。据该团队称，卫星病毒因此通过其尾部的一种独特适应来附着在辅助病毒上，以便在没有这个关键基因的情况下生存。
“现在附着完全说得通了，否则，你怎么能保证你们会同时进入细胞呢？我想说，这个卫星病毒已经针对辅助病毒进行了至少1亿年的调谐和优化其基因组，”合著者、马里兰大学巴尔的摩县分校的计算生物学家Ivan Erill在一份声明中说。
目前，这种关系只在实验室环境中观察到。了解这些长期的病毒关系可以帮助科学家在自然界中发现许多其他例子。
“有可能很多人认为被污染的噬菌体实际上是这些卫星-辅助系统，”deCarvalho说。“所以现在，有了这篇论文，人们或许能够识别出更多这样的系统。”
