一项 Nature 上的新研究揭示了病毒能够感知他们的前辈留下的化学信号，所以他们可以决定是杀死还是只感染他们的宿主。

称为噬菌体的病毒劫持细菌，并使用它们产生更多的自己的后代。 现在研究人员发现它们也可以沟通。

在攻击芽孢杆菌细菌的病毒中的发现标志着第一次发现病毒通讯系统。 但研究人员说，许多其他病毒也可能通过自己的分子语言相互通信，甚至是导致人类疾病的病毒。 如果是这样，科学家可能会找到一种新的方式来破坏病毒攻击。

这个病毒的秘密代码由以色列瑞法洛特的威士曼科学院的微生物遗传学家 Rotem Sorek 领导的团队发现。 他们的发现于 1 月 18 日发表在 Nature 杂志上。

“这将是变革性论文之一，”微生物学家 Martha Clokie 说，他来自英国莱斯特大学，主要研究感染细菌的病毒，称为噬菌体。

1、感染信号

Sorek 的团队正在寻找一种称为枯草芽孢杆菌 （ Bacillus subtilis）的细菌可能会使其他细菌感染噬菌体的证据。 研究人员知道细菌通过分泌和感应一系列化学物质与他们的弟弟说话。 这种称为群体感应的现象允许细菌根据周围其他细菌的数量调整行为。 例如，细菌使用群体感应来决定是否分裂或何时发起感染。

令人惊讶的是， 研究团队发现，芽孢杆菌细菌的病毒入侵者：称为 phi3T 的噬菌体，产生影响其他病毒行为的化学物质。

一些噬菌体可以以两种不同的方式感染细胞。 通常，他们劫持宿主细胞并且繁殖，直到主机爆炸和死亡。 然而，有时，噬菌体将他们自己的遗传物质插入宿主的基因组，然后休眠，直到触发引起它们再次唤醒并繁殖。

2、“仲裁”系统

新发现的病毒通讯系统改变 phi3T 感染的方式。 研究团队首先将 phi3T 注入到一个枯草芽孢杆菌细菌瓶中，发现病毒倾向于杀死细菌。 然后，它们过滤该烧瓶的内容物以除去细菌和病毒 ，但保留小的蛋白质，并将该“条件培养基”加入到细菌和噬菌体的新鲜培养物中。 这改变了噬菌体的作用：它现在更可能将其基因组插入细菌，而不是杀死它。团队称他们认为神秘的分子参与“仲裁”，并着手识别它。

经过两年半的搜索，Sorek 和研究生 Zohar Erez 发现“仲裁”分子是一种短暂的病毒蛋白，感染的细菌死亡后它被渗出。 大量的细胞死亡后，当任何水平的“仲裁”建立，噬菌体停止杀死剩余的细菌，并在细菌基因组中休眠。 Sorek，Erez 和他们的同事进一步鉴定了两个任意水平的 phi3T 蛋白，然后测量其影响随后感染的性质。

新西兰达尼丁奥塔哥大学的微生物遗传学家 Peter Fineran 说：“这确实有很大的意义。 “如果噬菌体用尽了宿主，它会尝试并限制其破坏，静等宿主重新建立增长。

团队还期望其他噬菌体生物学家会发现其他通信系统。 Sorek 的团队发现了超过 100 个不同的仲裁样系统，其中大多数在其他芽孢杆菌病毒的基因组中。 “Phages 在不同频率广播。 他们说不同的语言，他们只能听到内部说的语言，“Sorek 补充说。

Sorek 团队甚至想知道感染更复杂生物体的病毒，如感染人类的病毒，是否可以相互交谈。 艾滋病毒和疱疹病毒可引起活动性和潜伏性感染，他指出。 “如果你有一个分子可以驱使病毒完全延迟，这将是一种好药。”

参考资料：

1.Communication between viruses guides lysis–lysogeny decisions. Nature (2017) ;doi:10.1038/nature21049

2.Do you speak virus？Phages caughtsending chemical message. Nature；doi：10. 1038/nature.2017.21313