普林斯頓分子生物學(xué)家Bonnie Bassler和研究生Justin Silpe已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種病毒，VP882可以聽取細(xì)菌對話 - 然后，就像間諜小說中的某種東西一樣，他們找到了一種方法來利用它進(jìn)行攻擊細(xì)菌性疾病，如大腸桿菌和霍亂。

“分子生物學(xué)的Squibb教授Bassler說：”病毒檢測細(xì)菌用于通訊的分子是一種全新的想法。“賈斯汀發(fā)現(xiàn)了這個第一個自然發(fā)生的病例，然后他重新設(shè)計了這種病毒，以便他可以提供他選擇的任何感官輸入，而不是通信分子，然后病毒就會按需殺死。”

病毒只能做出一個決定，Bassler說：留在宿主或殺死宿主。也就是說，要么保持在其主機(jī)內(nèi)部的雷達(dá)之下，要么激活殺死序列，該序列會產(chǎn)生數(shù)百或數(shù)千個爆發(fā)的后代，殺死當(dāng)前主機(jī)并向新主機(jī)發(fā)起攻擊。

選擇殺戮選項存在固有風(fēng)險：“如果附近沒有其他主機(jī)，那么病毒及其所有親屬就會死亡，”她說。VP882找到了一種方法來消除決定的風(fēng)險：它聽取細(xì)菌宣布它們在人群中，增加了當(dāng)病毒殺死時，釋放的病毒立即遇到新主機(jī)的可能性。“這太棒了，太陰險了!” 巴斯勒說。

Bassler也是分子生物學(xué)的主席，也是霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所的研究員，多年前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌可以相互溝通并感知彼此的存在，并等待他們在一致行動之前建立法定人數(shù)。但她從未想到病毒可以竊聽這種群體感應(yīng)通信。

“臭蟲越來越多，”她笑著說。“另外，賈斯汀的研究表明，這些群體感應(yīng)分子正跨越王國界限傳遞信息。” 病毒與細(xì)菌不在同一個王國 - 實際上，它們不屬于任何王國，因為它們在技術(shù)上并不存在。但是，對于這種根本不同的生物能夠檢測和解釋彼此的信號簡直令人難以置信，她說。它不像敵人互相監(jiān)視，或者甚至像人類與狗交流 - 至少是同一個王國(動物)和門(脊椎動物)的成員。

在找到這個跨王國竊聽的第一個證據(jù)后，Silpe開始尋找更多 - 并找到了它。

“他剛剛開始了一個全新的領(lǐng)域，”巴斯勒說。“這個跨域通信只有一個例子的想法對我們沒有任何意義。賈斯汀發(fā)現(xiàn)了第一個案例，然后，隨著他的發(fā)現(xiàn)，他更深入地看了一眼，他發(fā)現(xiàn)了一整套病毒類似的能力。他們可能并非都在聽這個群體感應(yīng)信息，但很明顯，這些病毒可以收聽他們主機(jī)的信息，然后利用這些信息殺死他們。“

Silpe說，由于她對細(xì)菌通訊的研究，他被吸引到巴斯勒實驗室工作。“溝通似乎是一種進(jìn)化的特征，”他說。“聽到細(xì)菌可以做到這一點 - 她的發(fā)現(xiàn) - 你想到的有機(jī)體實際上能夠進(jìn)行交流，這真是令人興奮。病毒甚至比細(xì)菌更簡單。例如，我研究過的那種有大約70個基因。將這些基因中的一個用于群體感應(yīng)非常值得注意。通信顯然不是高等生物所創(chuàng)造的。“

一旦Silpe證明VP882正在竊聽，他就開始嘗試喂食它的錯誤信息，以便在命令上欺騙病毒 - 將捕食者變成刺客。

VP882不是第一種用作抗菌治療的病毒。捕食細(xì)菌的病毒被稱為“噬菌體”，“噬菌體療法” - 用噬菌體靶向細(xì)菌疾病 - 是一種已知的醫(yī)療策略。但是，VP882是第一個使用竊聽來知道什么時候殺死其目標(biāo)的最佳噬菌體，這使得Silpe的沙門氏菌和其他致病細(xì)菌的實驗首次在噬菌體治療中使用了跨性別交流。

此外，這種病毒作為治療工具具有巨大潛力，因為它不像典型的病毒，Bassler說。大多數(shù)病毒只能感染非常特殊類型的細(xì)胞。例如，流感病毒只感染肺細(xì)胞; HIV僅針對特定的免疫系統(tǒng)細(xì)胞。但是，病毒VP882具有“特別廣泛的宿主范圍”，Bassler說。到目前為止，Silpe僅用三種不相關(guān)的細(xì)菌進(jìn)行了“原理證明”測試：霍亂弧菌(霍亂)，沙門氏菌和大腸桿菌。這些疾病已經(jīng)分開進(jìn)化了數(shù)億年，所以如果它們都對這種細(xì)菌刺客很敏感，那么它表明還有很多甚至更多。

Bassler將這一發(fā)現(xiàn)歸功于Silpe。在霍亂弧菌鑒定出新的群體感應(yīng)基因后，他決定在基因組數(shù)據(jù)庫中搜索該基因。除了出現(xiàn)在一些相關(guān)菌株外，該數(shù)據(jù)庫還報告說，恰好有一種病毒也具有群體感應(yīng)基因。Bassler想知道它是否可能是一個毫無意義的數(shù)據(jù)工件，但是Silpe希望得到一個病毒標(biāo)本并進(jìn)行實驗。

“他很高興，我想，'到底是什么，給這個孩子一點繩子。如果這不能很快起作用，我們可以繼續(xù)前進(jìn)，'”她說。“他是一個瘋狂的想法，因為從來沒有，有證據(jù)表明病毒在監(jiān)測細(xì)菌宿主信息，以決定是留下還是殺死。但這個實驗室建立在瘋狂的想法上，就像細(xì)菌互相交談，我們有一種謀生的方式......當(dāng)然，普林斯頓的科學(xué)和科學(xué)的美麗，你有足夠的資源來發(fā)揮這些預(yù)感，并看看那里是否有“那里”。這一次，那里有一個很大的'那里'。“

Justin Silpe和Bonnie Bassler撰寫的“主機(jī)產(chǎn)生的群體感應(yīng)自動誘導(dǎo)劑控制噬菌體裂解決定因素”將于1月10日發(fā)表于Cell并于12月13日在線發(fā)布。