UAB、马里兰大学巴尔的摩分校(UMBC)和华盛顿大学圣路易斯分校(WashU)的研究人员发现了一种前所未有的病毒关联，一种病毒附着在另一种病毒的“脖子”上，引入自身，并开始在宿主体内复制其遗传物质。这项研究最近发表在《国际微生物生态学会杂志》上。
细菌或植物等生物体的细胞可能被称为卫星病毒感染，卫星病毒需要其他称为辅助病毒的病毒的遗传物质在宿主细胞内复制和传播。当这一过程发生时，这两种病毒需要彼此密切接触。然而，到目前为止，还没有已知的证据表明卫星病毒会附着在它的辅助病毒上，科学家们也没有看到其他类型的病毒之间有任何类型的附着。
这项最近的工作描述了首次对卫星病毒系统地锁定其辅助病毒的观察。该研究发表在《国际微生物生态学学会杂志》(自然组)上，由UMBC和UAB信息与通信工程系的生物信息学研究员Ivan Erill协调。它还包括来自UAB遗传与微生物学系的博士前研究员Júlia López-Pérez的参与。
这一发现是在土壤细菌疥疮链霉菌的噬菌体(感染细菌细胞的病毒)中发现的。研究人员发现，卫星病毒附着在辅助病毒的“脖子”上，靠近病毒衣壳与尾巴相连的区域。Ivan Erill解释说:“这是我们首次发现一种病毒附着在另一种病毒上。”
在UMBC研究员和该研究的第一作者Tagide deCarvalho使用透射电子显微镜(TEM)观察到的图像中，80%的辅助噬菌体(50个中的40个)在其颈部含有病毒卫星。研究人员说，还有一些人的脖子上有“咬痕”的迹象。
为什么两者的关系如此密切?
对噬菌体和宿主细胞的基因组分析为这种密切关系提供了一个合理的解释。大多数卫星病毒的基因允许它们融入宿主细胞的遗传物质并保持休眠状态，等待辅助病毒进入并开始繁殖。然后宿主细胞在分裂时复制卫星病毒的DNA和自己的DNA。然而，发现的噬菌体没有任何整合基因。
“这就是为什么病毒卫星附着在辅助病毒上是完全合理的”，Ivan Erill指出。“我们的假设是，由于它不能整合到宿主细胞的DNA中，它需要尽可能靠近辅助病毒，以便同时进入并存活。还有什么比紧紧抓住帮助者的脖子更能保证成功的呢?我们观察到它长出了一个短附属物，目的是更好地附着在辅助病毒上。”他补充说。
参与研究的大学生将这种新型卫星噬菌体和它的助手分别命名为MiniFlayer和MindFlayer。根据生物信息学研究，这两种病毒必须共同进化至少1亿年。在这段时间里，这颗卫星可能一直在调整和优化它的基因组，以便与它的助手保持联系。
研究人员的下一步将是试图找出卫星是如何附着的，以及这种现象有多普遍。“在过去，人们可能会认为，各种各样的卫星，比如今天发现的卫星，只是在它们的帮手的样本中发现的污染物。因此，可能会有更多这种类型的关系等待被发现，”Ivan Erill总结道。
UAB的研究人员和他的合作者进行了这项研究，作为研究计划的一部分，以确定用于抗菌治疗的新噬菌体。卫星噬菌体和它们的帮助者之间的基因竞争，正如这一发现所说明的那样，可以用来探索开发抗病毒药物的新方法。
文章:deCarvalho, T.， Mascolo, E.， Caruso, S.M.等。在感染链霉菌的新型卫星辅助系统中，同时进入作为对毒力的适应。Isme j(2023)。https://doi.org/10.1038/s41396-023-01548-0
