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与特立独行相关的病毒为单细胞生物提供了对巨型病毒的免疫力

2019-01-09 09:27:20 • 来源：

所有生物 - 无论大小 - 都受到大量病毒的不断攻击。因此，各种先天和适应性免疫防御系统已经发展到可以控制寄生虫。海德堡马克斯普朗克医学研究所的研究人员现已在单细胞真核生物中发现了一种新型的抗病毒防御机制，通过这种机制，一种病毒可以传递针对另一种病毒的宿主的适应性免疫力，尽管有一种有趣的转折。

与特立独行相关的病毒为单细胞生物提供了对巨型病毒的免疫力

鞭毛虫食肉动物roenbergensis是一种原生生物，存在于世界上所有的海洋中，主要以细菌为食，因此在海洋食物网中起着关键作用。C. roenbergensis和相关物种可被巨型病毒感染称为CroV，最终导致宿主细胞死亡。巨型病毒编码数百种蛋白质并产生复杂的细胞质复制位点，称为“病毒工厂”，其中还含有酶，如RNA聚合酶，通常被锁在细胞核中。这种酶的复杂性反过来吸引了较小的病毒，称为病毒噬菌体，寄生在共享宿主细胞内的巨型病毒工厂。名为mavirus的病毒(对于Maverick相关病毒)可有效抑制CroV的复制，当共感染细胞溶解时，其仅导致仅释放病毒颗粒，但不释放新的CroV颗粒。按照古老的谚语“敌人的敌人是我的朋友”，一群C. roenbergensis细胞因此可以在存在病毒的情况下感染CroV。

仅在同时感染的情况下进行保护

最近在Nature上发表的一篇论文Matthias Fischer和Thomas Hackl阐述了这种三联病毒 - 病毒 - 宿主系统中的超寄生现象。他们表明，mavirus有效地将其基因组插入宿主细胞基因组，这一过程称为DNA整合。在其整合状态下，病毒基因是沉默的，即不产生病毒蛋白。然而，当CroV感染含有整合的病毒基因组的细胞时，病毒基因变得活跃并且产生新的病毒颗粒。Fischer和Hackl观察到，在这些最初感染的细胞中，CroV复制不受抑制，这可能是由于病毒感染的反应比共感染时慢。随着细胞裂解，CroV和病毒颗粒都被释放，现在，病毒可以在随后的共感染事件期间关闭CroV复制。

因此，针对溶解性病毒CroV的基于病毒的免疫仅在群体水平上起作用，而不是针对被CroV感染的个体细胞起作用。每个受CroV感染的细胞都注定要死亡，但是通过在裂解过程中释放重新激活的病毒颗粒，垂死细胞利他主义提供了一种防御其他细胞免受CroV感染的防御手段。

即使没有巨型病毒，Marvirus仍可维持

“这个例子也表明并非所有病毒都对宿主有害，”菲舍尔说。“Mavirus已与宿主建立了共生共生关系。作为一种病毒，mavirus需要复制一种与兼容的巨型病毒共感染的宿主细胞。在不含CroV的宿主细胞群中，病毒可能会灭绝。但是，通过将自身整合到宿主基因组中，病毒被细胞被动地维持并且可以长时间保持在该状态，直到遇到CroV激活冬眠病毒。显然，宿主细胞也受益于病毒的存在，因为它可以保护细胞群免受CroV感染的死亡。“

这种新发现的防御机制的生态作用尚不清楚。“我们的研究是在受控的实验室条件下进行的，因此我们无法评估基于病毒的免疫在自然环境中的重要性，”Fischer解释说。“但是现在我们知道要寻找什么，我们可以筛选其他原生生物的基因组，以寻找整合病毒体的迹象，这将首先估计这种抗病毒防御系统在环境中的普遍程度。这是另一个可以在微生物中发现的生物相互作用的显着多样性的例子。“

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