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病毒通常被認為結構極為簡單，如果不借助其他生物的細胞，甚至根本活不下去。然而，這些無法自力更生的小小病毒，發展出了充分利用所在環境為自己謀利的高超能力。

就拿一類專門感染細菌的病毒（也叫噬菌體）來說，發表於《微生物學前沿》（

Frontiers in Microbiology

）的一項新研究剛剛發現，

它們竟然能夠“監視”宿主細胞的狀態，從而決定什麼時候該按兵不動，什麼時候更適合瘋狂複製並衝破細胞，以便感染更多的細菌

。

馬里蘭大學巴爾的摩郡分校（UMBC）的科學家研究的噬菌體專門感染一類會長菌毛或鞭毛的細菌。

比如研究人員最先觀察的柄桿菌屬（

Caulobacterales

）細菌有兩種不同的形態，

一種形態長有細長的菌毛或鞭毛，並藉助毛毛自由遊動；另一種形態沒有菌毛或鞭毛，此時它們附著在物體表面

。研究人員介紹說，這些柄桿菌屬細菌通常生活在營養貧瘠的環境中，廣泛分佈，但是當它們找到一個適合生長的好地方，就會變成後一種形態開始增殖，從而產生大量細胞群。

而感染這種細菌的噬菌體似乎就很會看準時機，利用細菌大量繁殖的機會，衝出細胞，以便感染周圍儘可能多的細菌。

那麼，噬菌體是如何掌握時機的呢？研究人員發現，細菌細胞裡表達一種叫CtrA的蛋白，這種蛋白控制著細胞何時產生菌毛或鞭毛，並且其蛋白水平在細胞週期內上下波動。

而噬菌體的基因組中竟然留出了一大片區域能夠與CtrA蛋白相結合，這些結合位點意味著噬菌體能夠監測細菌細胞內的CtrA水平

。

▲首次發現這種噬菌體病毒具有CtrA的結合位點，由此監測CtrA在宿主細菌中的表達，以便“決定”是否要大量複製並離開細胞（圖片來源：參考資料[2]；Credit：Tagide deCarvalho/UMBC）

更關鍵的是，病毒的這種監視能力還不止是某一種噬菌體的獨門本事。研究團隊透過詳細的基因組分析發現，

許多不同型別的噬菌體都具有CtrA蛋白結合位點，而這些噬菌體感染的細菌宿主也都會長菌毛或鞭毛

。顯然，這不是巧合。

研究負責人Ivan Erill教授認為，感染不同細菌的不同噬菌體很可能在演化過程中多次開發出了監測CtrA水平的能力，

這種“趨同進化”，也說明病毒掌握的這種生存技能非常奏效

。因此，研究人員進一步推測，除了感染細菌的病毒外，不能排除感染其他生物——甚至人類的病毒也有類似的“監測”能力。

“我們所知道的關於噬菌體的一切，以及它們開發的每一種進化策略，都已被證明可以轉化到感染植物和動物的病毒身上，”Erill教授補充說。“這幾乎是理所當然的。因此，

如果噬菌體正在監視它們的宿主，影響人類的病毒肯定也能這樣做

。”例如，為了最佳化其生存和複製策略，動物病毒可能想知道它所在的組織型別，或者宿主對其感染的免疫反應有多強。

雖然也許病毒聽起來變得更可怕了，但“知己知彼百戰不殆”，研究人員指出，利用這些新發現我們可以開發新療法。“

如果我們要開發一種抗病毒藥物，你又知道了病毒正在監測某個特定訊號，那麼也許我們就能設法欺騙病毒了

。”

參考資料：

［1］ New research finds that viruses may have ‘eyes and ears’ on us。 Retrieved Sep。 26， 2022 from https：//phys。org/news/2022-09-viruses-eyes-ears。html

［2］ Elia Mascolo et al， The transcriptional regulator CtrA controls gene expression in Alphaproteobacteria phages： Evidence for a lytic deferment pathway， Frontiers in Microbiology （2022）。 DOI： 10。3389/fmicb。2022。918015

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