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《自然》驚奇發(fā)現(xiàn):在病毒里,找到了自然界從未見過的東西
新冠病毒帶來的疫情還沒平復,又蹦出一個猴痘病毒在不斷蔓延,一時間感覺病毒怎么就總盯著人類折騰。
感染人類的病毒確實是個大麻煩,但自然界中病毒不僅只會攻擊人類,在看不見的角落,許多細菌也是它們的目標,這些特殊的病毒也被稱為噬菌體。
在漫長的歲月中,噬菌體和細菌進行了無數(shù)場戰(zhàn)斗,并相互演化出了進攻和防御的機制。面對當下的抗生素耐藥性的趨勢,許多科學家也在探索噬菌體療法的可行性,當然前提是我們需要對噬菌體具備充分的了解。
《自然》雜志的最新研究最近就再次刷新了我們對噬菌體的認識,作者發(fā)現(xiàn)了一個從未識別的噬菌體結(jié)構(gòu),其與細胞核的作用可能極其相似。
借助冷凍電鏡和斷層掃描技術(shù),來自加利福尼亞大學圣地亞哥分校的研究者觀察到巨型噬菌體內(nèi)部構(gòu)建了一個特別的隔室,這個隔室與細胞核一樣起著保護內(nèi)部核心遺傳物質(zhì)的作用。領(lǐng)導該研究的Elizabeth Villa教授表示,“這是一種與眾不同的隔室,不同于在自然界中見過的任何東西。”
這間隔室的外殼可以允許特定的關(guān)鍵分子進出,同時作為抵御細菌反擊機制的一面大墻。Villa和同事非常好奇這間隔室是怎么組建起來的,根據(jù)他們的分析,這隔室主要由單一的蛋白拼接而成,由于是第一次發(fā)現(xiàn)這種蛋白,他們將其命名為chimallin蛋白。
Chimallin蛋白會以多個蛋白單位組成簡單的四方形結(jié)構(gòu),然后再拼湊出更大的蛋白網(wǎng)絡。而自然界中多見的結(jié)構(gòu)組成一般是六邊形或者蜂巢形,因此噬菌體隔室這種特殊的組裝方式又算是另辟蹊徑了。
“這種方式非常具有創(chuàng)意,簡單地將細菌的攻擊隔絕開來,保護病毒基因組免受外界影響,” 研究作者之一Kevin Corbett 教授表示。
研究者指出,真核生物的細胞核核孔是一個大型且復雜的結(jié)構(gòu),可以阻擋大部分蛋白進入細胞核內(nèi)部,但允許自己所需的特殊蛋白種類暢通無阻。巨型噬菌體可能也是出于這一目的構(gòu)建了chimallin蛋白外殼,但其如何以簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)復雜的功能還不得而知。
“隨著噬菌體療法領(lǐng)域的不斷發(fā)展,我們可能需要進一步了解這種’噬菌體核’,因為它似乎更擅長應對細菌,” Corbett 教授補充道,現(xiàn)在知道巨型噬菌體能擁有“核”結(jié)構(gòu),那么未來就可以考慮將這種優(yōu)勢提供給其他噬菌體。
接下來,他們計劃進一步揭示這種chimallin蛋白外殼是如何組成的,尤其是病毒將基因組注入細菌內(nèi)部時又會發(fā)生什么,這一點非常令研究團隊好奇。