病毒也有肚臍眼

關(guān)靈

大自然中不乏對稱美：蜂巢是由一個個正六邊形對稱排列組合而成的建筑物;蝴蝶左右翅膀的結(jié)構(gòu)是對稱的，就連翅膀上的圖案與顏色也是對稱的，因此它能夠成為自然界最美麗的昆蟲;所有的海螺都擁有奇妙的左右旋對稱。無獨有偶，在科學(xué)家們的顯微鏡下，一眼看去，一個個病毒好像也是長成六邊形、二十邊形的對稱結(jié)構(gòu)。

1956年，弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森，兩位以DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出而為人們所熟知的生物學(xué)家，描述了他們的理論，即病毒具有由重復(fù)蛋白質(zhì)單元組成的對稱結(jié)構(gòu)。根據(jù)這個理論，結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家開發(fā)出數(shù)百種病毒的美麗的三維計算機模型，它們通常由20個白色六邊形和12個黑色五邊形組成，不管從正面還是側(cè)面看，都像一個完美無缺的足球。

真實的病毒是否像模型展示的一樣呢？

美國普渡大學(xué)生物學(xué)家們通過蛋白質(zhì)晶體學(xué)和冷凍電子顯微術(shù)相結(jié)合，來研究病毒的三維結(jié)構(gòu)。他們將具有特定形狀的完整病毒結(jié)晶后，用一束X光探測其結(jié)構(gòu)，終于實現(xiàn)了人們一探病毒真身的愿望。

2018年，當導(dǎo)入結(jié)合抗體的西尼羅河病毒株的一些冷凍電子顯微鏡圖像時，研究人員注意到了一些不尋常的事情。他們發(fā)現(xiàn)與病毒結(jié)合的抗體似乎更喜歡顆粒的一側(cè)，而那一側(cè)的密度與其他地方不同，這意味著什么呢？

計算機模擬結(jié)果表明，實際上，西尼羅河病毒的平均蛋白單位可能比使其完全對稱所需的180個蛋白單位少幾個。結(jié)合圖像上密度不同的現(xiàn)象，我們可以猜想，病毒因為無法獲得正確數(shù)量的蛋白質(zhì)來制造穩(wěn)定的二十面體，結(jié)果導(dǎo)致一個顆粒在一側(cè)從六邊形扭曲成十二邊形，這樣才能形成一個完整的結(jié)構(gòu)。

就像人類分娩留下的痕跡，病毒的不對稱也可能是病毒分離的“肚臍”，當一個新的病毒顆粒從上一代人感染的細胞膜上分離出來，蛋白質(zhì)分配的不均勻最終導(dǎo)致病毒的不對稱。其他二十面體病毒，如脊髓灰質(zhì)炎和普通感冒病毒，也可能具有這種不對稱性，當然，這還有待科學(xué)家們進一步證實。

這個發(fā)現(xiàn)意味著什么呢？病毒的“肚臍”作為病毒顆粒最終組裝點的標記，我們可以發(fā)現(xiàn)在病毒進入宿主細胞時釋放基因組的初始感染點，起到定向病毒的作用，在病毒還沒有“長大成人”之前，將它扼殺于搖籃之中。