破译病毒如何选择对其细菌宿主变得恶劣或不攻击

特拉维夫大学什穆尼斯生物医学和癌症研究学院的研究人员破译了一种新颖的复杂决策过程，可以帮助病毒选择对细菌宿主变得恶劣还是保持友好。在一篇新论文中，他们描述了病毒如何在这个决策过程中利用细菌免疫系统来对抗像它们一样的病毒。

该研究由 Polina Guler 博士领导。乔治·怀斯生命科学学院施穆尼斯生物医学和癌症研究学院阿维格多·埃尔达尔教授实验室的学生以及其他实验室成员。该论文发表在《自然微生物学》杂志上。

噬菌体，也称为噬菌体，是感染细菌并利用感染的细菌进行复制和传播的病毒类型。尽管“噬菌体”一词在古希腊语中意为“吞噬细菌”，暗示着破坏，但许多噬菌体可以采用“睡眠”模式，即病毒将自身整合到细菌基因组中。事实上，在这种作用方式下，病毒甚至可以与细菌产生共生关系，其基因可以帮助宿主繁衍生息。

埃尔达尔解释说，总的来说，噬菌体通常更喜欢处于“睡眠”、休眠模式，在这种模式下，细菌“照顾”它们的需求并帮助它们安全复制。Eldar实验室此前发表的研究表明，噬菌体的决策使用两种信息来决定是保持休眠还是变得暴力：宿主的“健康状况”和来自外部的表明周围存在其他噬菌体的信号。

“噬菌体无法感染已经被另一个噬菌体占据的细胞。如果噬菌体识别出其宿主受到损害，但也收到表明该区域存在其他噬菌体的信号，它会选择留在当前的宿主中，希望能够恢复“如果没有外部信号，噬菌体就会‘理解’附近的另一个宿主可能有它的空间，它会变得暴力，快速复制，杀死宿主，然后移动到下一个目标，”Eldar 解释道。

这项新研究破译了病毒做出这些决定的机制。“我们发现，在这个过程中，噬菌体实际上使用了细菌开发的一个系统来杀死噬菌体，”古勒说。如果它没有感觉到来自其他噬菌体的信号(表明它很有可能找到新宿主)，噬菌体就会激活一种禁用防御系统的机制。

“噬菌体切换到暴力模式，随着防御系统被中和，它能够复制并杀死宿主，”古勒描述道。“如果噬菌体感知到高浓度的信号，它不会禁用防御系统，而是利用其防御活动来开启其休眠模式。”

埃尔达尔补充道：“这项研究揭示了细菌和病毒之间的军备竞赛达到了新的复杂程度。” 大多数针对噬菌体的细菌防御系统都是在病毒总是暴力的背景下进行研究的。人们对休眠模式病毒的攻击机制和相互作用知之甚少。

埃尔达尔说：“细菌也有兴趣让病毒保持休眠模式，首先是为了防止自身死亡，而且还因为休眠噬菌体的基因甚至可能有助于细菌的功能。”

“这一发现很重要，原因有几个。一个原因是，一些细菌，例如引起人类霍乱疾病的细菌，如果它们体内携带休眠噬菌体，就会变得更加暴力——伤害我们的主要毒素实际上是由噬菌体基因组编码的，”埃尔达尔解释道。

“另一个原因是噬菌体有可能成为针对病原菌的抗生素的替代品。最后，噬菌体研究可能会导致人们更好地了解病毒，并且许多感染人类的​​病毒也可以在休眠和暴力模式之间交替。”