一項新的研究揭示了神秘的巨型病毒

桑巴感染細胞的卡通示意圖

近年來，巨型病毒在世界上幾個最神秘的地方被發現，從西伯利亞解凍的永久凍土層到南極冰層下未知的地方。但是別擔心，《怪形》仍然是一部科幻作品，起碼現在是。

在一項新的研究中，密歇根州立大學的一個科學家團隊揭示了這些神秘而又迷人的巨型微生物，以及它們感染細胞過程的關鍵方面。在尖端成像技術的幫助下，這項研究為研究巨型病毒開發了一個可靠的模型，並首次識別和描述了幾個負責協調感染的關鍵蛋白質。

巨型病毒的大小超過300奈米，可以存活數千年。作為比較，感冒病毒對普通感冒的作用大約是30奈米。

密歇根州立大學生物化學和分子生物學副教授、首席研究員Kristin Parent說：“巨型病毒的大小和複雜性都非常巨大。最近在西伯利亞發現的巨型病毒在永凍土中存活了3萬年後仍有感染能力。”

外殼或帽狀體堅固耐用，能夠承受惡劣的環境，保護內部的病毒基因組。本研究分析的物種衣殼（包括南極病毒、桑巴病毒和新發現的巨型病毒）是二十面體的，或形狀像一個二十面體的形狀。

這些物種有一種獨特的機制來釋放它們的病毒基因組。海星形狀的標誌位於外殼的一個頂點上，這個獨特的頂點被稱為“星門”。在感染過程中，“海星”和“星門”開啟，釋放病毒基因組。

在研究過程中，有幾個障礙需要解決。Parent說：“巨型病毒很難成像，因為它們體積龐大，而之前的研究都依賴於找到‘百萬分之一’處於正確感染狀態的病毒。”

為了解決這個問題，Parent的研究生Jason Schrad開發了一種模擬感染階段的新方法。利用該大學的新型冷凍電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡，家長小組對各種物種進行了一系列嚴格的化學和環境處理，旨在模擬病毒在感染過程中可能經歷的環境。“低溫電子顯微鏡使我們能夠在原子水平上研究病毒和蛋白質結構，並在行動中捕捉它們，”Parent說。“獲得這項技術非常重要，而密歇根州立大學的新型顯微鏡為校園研究打開了新的大門。”

結果表明，低pH值、高溫和高鹽是誘導星門開啟的三種環境條件。更重要的是，每一種情況都會導致感染的不同階段。

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