惊异的病毒(1)巧妙的生存战略
2020/06/17
新冠疫情开始扩大后,专家们经常会用到“厉害、聪明、棘手”等形容。新冠被认为即使感染了也多是轻症或无症状。感染者的死亡意味着病毒死亡。对于新冠病毒以无症状的形式悄然传播的战略,连专家都感到无比恐惧。地球上存在着数量庞大的病毒。其繁衍兴旺的背后,是巧妙的生存战略。所谓“聪明”来自于病毒的何处?病毒到底是什么?本连载将解读病毒充满谜团的惊人真相。
攻占生物的身体,然后自由操纵——有一种病毒就像恐怖电影里的主角一样,那就是感染蝴蝶幼虫和蛾类幼虫的“杆状病毒”(Baculovirus)。幼虫感染病毒后会产生向高处爬行的冲动,在树枝末端力竭而亡。其尸体会分解,或被鸟类啄食。这些过程都是为了传播病毒。情况会按照病毒的目的发展。
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为什么会发生这种可怕的事情呢?幼虫的异常行为自100多年以前就是难解之谜。最近10年才查明了其中一部分。东京大学准教授胜间进通过蚕向未解之谜发起了挑战。胜间与日本理化学研究所和美国加利福尼亚大学开展联合研究,查明病毒是使用“PTP”蛋白质来操纵幼虫。
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在病毒的100~150个基因中,有1~2成与蚕一模一样。其中包括生成PTP的基因。胜间认为,“在进化过程中,病毒获得了被感染昆虫的基因”。
病毒自主更改了从昆虫身上获得的基因,并侵入昆虫的大脑和神经,半死不活地操纵幼虫。这一系列研究成果已在2018年之前写成论文。
虽然其巧妙的战略令人惊讶,但实际上病毒与“聪明”毫不沾边。病毒的大小不到五千分之一毫米,仅由蛋白质壳体包裹住遗传物质DNA或RNA(核糖核酸)组合而成,结构比拥有细胞核和小器官的细胞简单得多。如果没有了被感染的细胞,病毒甚至无法靠自身的能力繁殖。
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人类眼中所谓的“生存战略”,只是看到了病毒基因偶然变异后代代相传的性质而已。
尽管如此,病毒也不容小觑。自然界的法则是适者生存。虽然变异属于偶然,但病毒能存活至今,也证明其是自然界的“成功者”。
感染果树的“李痘病毒”(Plumpox Virus)也是成功者之一。这种病毒的生存区域从东欧向其他地区扩大,2009年日本也发现了这种病毒。
1月,东京大学助教前岛健作等人利用侵入日本国内的病毒的基因组(全部基因序列)解开了病毒的惊人“骗术”。
病毒在侵入时期,把与自身传染力和毒性相关的一种氨基酸变异成了“弱毒型”。前岛表示,这样“不容易出现叶子及果实变色等症状,逃过了检疫网”。在入境后,病毒重新恢复了传染力和毒性。也就是说临时戴上假面具。研究团队指出“在人类传染病中,也可能存在躲避监控网的骗术”,建议强化边境防控对策。
前岛表示病毒“并不具备逃脱监控的‘思想’”。不过,也有其他例子能感受到其扩大感染的意图。那就是狂犬病毒。感染后的狗攻击性增强,被咬伤者的伤口就是极好的侵入口。
仅凭人类将病毒视作“引起疾病的小坏蛋”,就能看出其超乎想像的厉害战略。被感染一方也不会任其摆布。人类等生物会通过“自然免疫”及“获得性免疫”来防御病原体的侵袭。这种攻防也促进了病毒的进化。
另一方面,仅靠敌视并不能看清病毒的真面目。如果感染者死亡,病毒也就消失了。这种微妙的矛盾关系使得病毒有时跟对手的利益是一致的。于是,产生了在敌对关系下无法成立的战略。
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“多分DNA病毒”会感染寄生在毛虫身上的寄生蜂的卵巢。寄生蜂在毛虫身上产卵的同时,病毒会侵入毛虫体内,生成一种物质,使寄生蜂的卵及幼虫免于毛虫免疫系统的攻击。还会干扰毛虫的荷尔蒙,防止其变成蛹,从而有利于寄生蜂的诞生。从毛虫的角度来看这是非常狡猾的做法,但对寄生蜂而言却是救世主。神户大学教授中屋敷均表示“这也是进化的结果”。
据推算,地球上大约有3000万种生物。从数字上,也可以看出病毒的强大生存战略。病原体等已知的病毒大约有6600种,被认为只是很小一部分。目前人类尚未掌握病毒的全貌。
日本经济新闻(中文版:日经中文网)草盐拓郎
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