病毒存在的意義——除了致病還能幹什麼?

說起病毒,你想到的是什麼?令人恐慌的疾病、人類的天敵、惡魔的化身?

病毒存在的意义——除了致病还能干什么?| 协和八

新冠病毒事件再次給病毒判上了十惡不赦的罪名。為何世間還留存這類物種?只因惡魔難以消滅嗎?

自然界絕大多數微生物都是有益的。一個聰明的微生物,應當對宿主有所幫助(至少無害),才可生生不息、繁衍後代。而致病的微生物,都是一不小心走上了歪路,雖能猖狂一時,但最終多被宿主清除、或和宿主同歸於盡,「毒力強」這一技能絕不是最明智的生存辦法。

病毒是一種嚴格活細胞寄生的微生物。相較於其他微生物如細菌和真菌,病毒的益處很少被提及。在這個早已把微生物學忘得一乾二淨的假期,小編看到幾個非常有趣的事例,迫不及待和大家分享一下,一解宅家之悶。

01病毒賦予宿主超能力」

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小草能在 65℃ 的土壤裡生長嗎?一種叫做 D. lanuginosum 的草(簡稱小草 D),身上寄生著真菌C. proturberta (真菌C)。感染了 CThTV(一種真菌病毒)的真菌 C,可以為小草 D 提供超超超強耐熱力[1]。即使后羿沒有射下那 9 個,它們也會長得好好的~

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某些病毒還有幫助宿主延年益壽的功能。害蟲 H.armigera 被病毒 HaDV-2 感染後,壽命更長、體重更大、繁殖力更強[1]

。有些酵母被稱為「殺手酵母」,因其可產生毒素殺死他酵母而得名。這些毒素不是酵母的 DNA 產生的,而是感染了酵母的若干病毒編碼的[1]。想變成酵母殺手嗎?讓病毒感染一下就行~

02病毒是強有力的「生武器」

繭蜂會在昆蟲的幼蟲體內產卵。然而,如何避免幼蟲啟動免疫系統殺死這些外來的卵寶寶呢?有種名為 PDVs(polydnaviruses)的 dsDNA 病毒,它的前體(前病毒)整合在繭蜂的基因組裡;大量複製的病毒隨著卵一起進入幼蟲體內,感染幼蟲並破壞其免疫系統,以保證繭蜂的卵在幼蟲體內不被發現、順利成長[1]

類似的,名為 D. coccinellae 的胡蜂(小蜂 D ),體內有一種 ssRNA 病毒(DcPV)。小蜂 D 會在瓢蟲體內產卵,病毒 DcPV 也一同進入瓢蟲體內,不僅壓制瓢蟲的免疫系統,還能感染瓢蟲的神經膠質細胞。數天後,瓢蟲因此癱瘓;這時,蟲卵孵化並大膽地跑到瓢蟲的兩腿之間作繭,癱瘓的瓢蟲被迫成為小小蜂 D 的人肉保鏢。小小蜂 D 化蛹後,瓢蟲的免疫系統清除病毒 DcPV,癱瘓也隨之恢復

[1]。沒想到竟會留活口,看來小蜂 D 良心尚存。

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類似的例子還有很多。原來,昆蟲界早已把「生化武器」用得這麼溜了;病毒是適者生存的必要工具。感染人類的致病病毒,是不是也是其他生物的生化武器?

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03病毒推動了進化歷程

人類基因組有 9% 由逆轉錄病毒 DNA 組成[2]。這部分 DNA 被稱為 HERV(human endogenous retrovirus),對人類基因組的進化起著至關重要的作用[2]。在漫長的人類進化過程中,一個個基因突變非常緩慢,但通過逆轉錄病毒來整合已經成熟了的功能單位,豈不是高效得多?病毒大流行和進化是否有關係?

許多 HERV 基因至今仍在人體的發育和生理中發揮著重要的作用,還和自身免疫病和腫瘤相關[2]9%,如此龐大的數據,讓人感到不寒而慄——我們就是病毒?病毒就是我們?

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總之,病毒絕不僅僅是「病原」這麼簡單。它們是移動的「遺傳物質傳遞器」,還有很多未被闡釋的高深莫測的能力。對具體機制感興趣的,請參閱文獻哦~

參考文獻1. Jagdale, S.S. and R.S.Joshi,Enemies with benefits: mutualisticinteractions of viruses with lower eukaryotes.Archives of Virology, 2018.163(4): p. 821-830.2. Ryan,F.P.,Viral symbiosis and the holobionticnature of the human genome.APMIS, 2016.124(1-2): p. 11-9.作者:閒閒閒兔編輯:如日中天審閱:粉條兒菜


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