一個(gè)合適的例子是HIV，即導(dǎo)致艾滋病的病毒。艾滋病病毒是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒，當(dāng)它進(jìn)入一個(gè)細(xì)胞時(shí)并不立即進(jìn)行殺戮。相反，它將自己整合到人體的的染色體中，并進(jìn)行冷處理，等待適當(dāng)?shù)臋C(jī)會(huì)，命令細(xì)胞對(duì)其進(jìn)行復(fù)制，并迸發(fā)出來(lái)感染其他免疫細(xì)胞，最終導(dǎo)致艾滋病發(fā)作。

噬菌體，或簡(jiǎn)稱(chēng)噬菌體，是天然存在的病毒，它攻擊和殺死細(xì)菌但不能感染人體細(xì)胞。噬菌體極為多樣，在環(huán)境中到處存在，包括我們的身體。事實(shí)上，人類(lèi)含有的噬菌體比人體細(xì)胞還要多。

(相關(guān)資料圖)

噬菌體有三個(gè)主要部分：一個(gè)頭、一個(gè)鞘和一個(gè)尾。噬菌體利用其尾巴附著在細(xì)菌細(xì)胞上。它們利用細(xì)菌來(lái)復(fù)制自己。在找到一個(gè)"匹配的"細(xì)菌細(xì)胞后，噬菌體注入其遺傳物質(zhì)，劫持了通常用于細(xì)菌繁殖的系統(tǒng)。相反，該系統(tǒng)將制造成千上萬(wàn)的噬菌體，最終將細(xì)菌細(xì)胞炸裂，將其釋放到環(huán)境中。

究竟HIV在等待什么時(shí)刻還不清楚，因?yàn)檫@仍然是一個(gè)積極研究的領(lǐng)域。然而，對(duì)其他病毒的研究早已表明，這些病原體在殺戮方面可以相當(dāng)"有想法"。當(dāng)然，病毒不可能像你和我那樣思考。但是，事實(shí)證明，進(jìn)化已經(jīng)賦予了它們一些相當(dāng)精細(xì)的決策機(jī)制。例如，一些病毒會(huì)選擇離開(kāi)它們一直居住的細(xì)胞，如果它們檢測(cè)到DNA損傷?？磥?lái)，即使是病毒，也不喜歡呆在一艘沉沒(méi)的船上。

二十多年來(lái)，研究人員一直在研究噬菌體的分子生物學(xué)，最近的研究結(jié)論認(rèn)為噬菌體可以?xún)A聽(tīng)關(guān)鍵的細(xì)胞信號(hào)，以幫助它們做出決策，它們甚至可以利用細(xì)胞自身的"耳朵"來(lái)為它們進(jìn)行傾聽(tīng)。

逃避DNA損傷

如果你的敵人的敵人是你的朋友，那么噬菌體肯定是你的朋友。噬菌體在自然界中控制著細(xì)菌種群，臨床醫(yī)生正越來(lái)越多地使用它們來(lái)治療對(duì)抗生素沒(méi)有反應(yīng)的細(xì)菌感染。

研究得最好的噬菌體λ，其作用有點(diǎn)像HIV。進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞后，lambda決定是像大多數(shù)病毒那樣復(fù)制并徹底殺死細(xì)胞，還是像HIV那樣將自己整合到細(xì)胞的染色體上。如果是后者，每次細(xì)菌分裂時(shí)，λ都會(huì)無(wú)害地與其宿主一起復(fù)制。

這段視頻顯示了一個(gè)感染大腸桿菌的λ噬菌體

然而，像HIV一樣，lambda并不只是閑著。它使用一種叫做CI的特殊蛋白質(zhì)，像聽(tīng)診器一樣傾聽(tīng)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)DNA損傷的跡象。如果細(xì)菌的DNA受到損害，這對(duì)嵌套在其中的λ噬菌體來(lái)說(shuō)是個(gè)壞消息。受損的DNA直接通向進(jìn)化的垃圾場(chǎng)，因?yàn)樗鼘?duì)需要它來(lái)繁殖的噬菌體來(lái)說(shuō)是無(wú)用的。因此，λ開(kāi)啟它的復(fù)制基因，復(fù)制自己，并沖出細(xì)胞，尋找其他未受損的細(xì)胞進(jìn)行感染。

挖掘細(xì)胞的通信系統(tǒng)

一些噬菌體沒(méi)有用自己的蛋白質(zhì)收集情報(bào)，而是利用被感染細(xì)胞自身的DNA損傷傳感器。像CI和LexA這樣的蛋白質(zhì)是轉(zhuǎn)錄因子，通過(guò)與DNA指令書(shū)（即染色體）中的特定遺傳模式結(jié)合來(lái)開(kāi)啟和關(guān)閉基因。一些噬菌體如Coliphage 186已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果它們的染色體上有一個(gè)短的DNA序列，細(xì)菌LexA可以與之結(jié)合，那么它們就不需要自己的病毒CI蛋白。在檢測(cè)到DNA損傷時(shí)，LexA將激活噬菌體的復(fù)制和殺傷基因，本質(zhì)上是讓細(xì)胞自殺的同時(shí)讓噬菌體逃脫的雙重交叉。

研究人員在20世紀(jì)80年代首次報(bào)道了CI在噬菌體決策中的作用，并在20世紀(jì)90年代末報(bào)道了Coliphage 186的反情報(bào)技巧。從那時(shí)起，還有一些關(guān)于噬菌體攻克細(xì)菌通訊系統(tǒng)的報(bào)告。一個(gè)例子是噬菌體phi29，它利用其宿主的轉(zhuǎn)錄因子來(lái)檢測(cè)細(xì)菌何時(shí)準(zhǔn)備生成孢子，或一種能夠在極端環(huán)境中生存的細(xì)菌卵。Phi29指示細(xì)胞將其DNA包裝到孢子中，一旦孢子發(fā)芽就會(huì)殺死萌芽的細(xì)菌。

視頻展示了轉(zhuǎn)錄因子開(kāi)啟和關(guān)閉的基因

在最近發(fā)表的研究中發(fā)現(xiàn)，幾組噬菌體已經(jīng)獨(dú)立地進(jìn)化出利用另一個(gè)細(xì)菌通訊系統(tǒng)的能力：CtrA蛋白。CtrA整合了多種內(nèi)部和外部信號(hào)以啟動(dòng)細(xì)菌的不同發(fā)育過(guò)程。其中的關(guān)鍵是生產(chǎn)稱(chēng)為鞭毛和纖毛的細(xì)菌附屬物。事實(shí)證明，這些噬菌體將自己附著在細(xì)菌的纖毛和鞭毛上，以便感染它們。

主要假設(shè)是，噬菌體利用CtrA來(lái)猜測(cè)何時(shí)附近會(huì)有足夠多的運(yùn)動(dòng)纖毛和鞭毛的細(xì)菌，它們可以輕易地感染。對(duì)于一個(gè)"無(wú)意識(shí)的殺手"來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)相當(dāng)聰明的技巧。

這些并不是唯一做出精心決定的噬菌體--所有這些都不需要有大腦。一些感染芽孢桿菌的噬菌體每次感染一個(gè)細(xì)胞時(shí)都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)小分子。噬菌體可以感知這種分子，并利用它來(lái)計(jì)算它們周?chē)l(fā)生的噬菌體感染的數(shù)量。就像外星入侵者一樣，這種計(jì)數(shù)有助于決定它們何時(shí)應(yīng)該開(kāi)啟它們的復(fù)制和殺戮基因，只在宿主相對(duì)較多時(shí)才殺戮。這樣，噬菌體就能確保它們永遠(yuǎn)不會(huì)沒(méi)有宿主可以感染，并保證它們自己的長(zhǎng)期生存。

反擊病毒的反間諜行為

一個(gè)很好的問(wèn)題是，為什么你應(yīng)該關(guān)心細(xì)菌病毒所進(jìn)行的反情報(bào)行動(dòng)。雖然細(xì)菌與人有很大不同，但感染細(xì)菌的病毒與感染人類(lèi)的病毒并沒(méi)有什么不同。噬菌體玩的幾乎每一個(gè)把戲后來(lái)都被證明可以被感染人類(lèi)的病毒使用。如果噬菌體可以竊取細(xì)菌的通信線(xiàn)路，為什么人類(lèi)病毒不能竊取你的呢？

到目前為止，科學(xué)家們還不知道人類(lèi)病毒如果劫持這些線(xiàn)路會(huì)監(jiān)聽(tīng)什么，但有很多可想而知的選擇。相信像噬菌體一樣，人類(lèi)病毒有可能能夠計(jì)算它們的數(shù)量來(lái)制定戰(zhàn)略，檢測(cè)細(xì)胞生長(zhǎng)和組織形成，甚至監(jiān)測(cè)免疫反應(yīng)。目前，這些可能性只是猜測(cè)，但科學(xué)研究正在進(jìn)行調(diào)查。

讓病毒監(jiān)聽(tīng)你的細(xì)胞的私人談話(huà)并不是最美好的畫(huà)面，但它并非沒(méi)有一線(xiàn)生機(jī)。世界各地的情報(bào)機(jī)構(gòu)都很清楚，反情報(bào)工作只有在隱蔽的情況下才能發(fā)揮作用。一旦被發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)可以非常容易地被利用，向你的敵人提供錯(cuò)誤信息。同樣，我相信未來(lái)的抗病毒療法可能能夠?qū)鹘y(tǒng)的治療措施，如阻止病毒復(fù)制的抗病毒藥物，與信息戰(zhàn)的詭計(jì)相結(jié)合，如使病毒相信它所在的細(xì)胞屬于不同的組織。