首次观察到一种病毒附着在另一种病毒上！

“卫星”病毒必须靠近它们的“辅助”病毒才能复制，但这项研究报告了第一个记录的卫星病毒将自己附着在辅助病毒上的案例。在观测到的50名助手中，有40人与卫星绑定。对卫星病毒和辅助病毒基因组的生物信息学分析为卫星病毒可能进化到依附于辅助病毒的原因提供了线索，并表明这对病毒可能已经共同进化了大约1亿年。

　　

没有人见过一种病毒附着在另一种病毒上，直到异常的测序结果让UMBC团队陷入了一个兔子洞，从而首次发现了这种病毒。

生物科学教授Ivan Erill解释说，众所周知，一些被称为卫星的病毒不仅依赖于它们的宿主生物来完成它们的生命周期，而且还依赖于另一种被称为“helper帮手”的病毒。卫星病毒要么需要帮助者来构建它的衣壳(一种包裹病毒遗传物质的保护性外壳)，要么需要帮助者来帮助它复制DNA。这种病毒关系要求卫星和辅助者至少暂时彼此靠近，但直到现在，还没有已知的卫星将自己附着在辅助者身上的案例。

在《国际微生物生态学学会杂志》上发表的一篇论文中，UMBC团队和来自圣路易斯华盛顿大学(WashU)的同事描述了首次观察到卫星噬菌体(一种感染细菌细胞的病毒)始终附着在辅助噬菌体的“neck颈部”-衣壳连接病毒尾部的地方。

这篇新论文的第一作者Tagide deCarvalho拍摄的详细电子显微镜图像显示，80%(50人中有40人)的助手neck上绑着一颗卫星。其中一些没有在颈部有残余的卫星。该论文的资深作者Erill将它们描述为看起来像“bite marks咬痕”。

“当我看到它的时候，我简直不敢相信，”deCarvalho说。“没有人见过噬菌体或任何其他病毒附着在另一种病毒上。”

长期的病毒关系

在最初的观察之后，Erill研究小组的研究生、论文的第一作者之一Elia Mascolo分析了卫星、辅助体和宿主的基因组，揭示了这种从未见过的病毒关系的进一步线索。大多数卫星病毒含有一种基因，使它们在进入宿主细胞后能够融入宿主细胞的遗传物质。这使得卫星细胞可以在有帮手进入细胞时进行繁殖。宿主细胞在分裂时也复制卫星的DNA和自己的DNA。

来自WashU的噬菌体样本也包含一个辅助体和一个卫星。“和”卫星有一个整合基因，不直接附着在它的辅助卫星上，类似于以前观察到的卫星辅助系统。

然而，UMBC样本中的卫星，被分离它的学生命名为MiniFlayer，是已知的第一个没有整合基因的卫星案例。因为它不能整合到宿主细胞的DNA中，所以每次进入宿主细胞时，它必须靠近它的助手：mindflayer——如果它想要生存下去。考虑到这一点，尽管研究小组没有直接证明这一解释，“附着现在是完全有意义的，”Erill说，“因为，你怎么保证你会同时进入细胞呢?”

其他生物信息学分析显示，MindFlayer和MiniFlayer已经共同进化了很长时间。Erill说:“这颗卫星一直在调整和优化它的基因组，以便与帮手联系在一起，我想说，至少有1亿年了。”这表明可能有更多这种关系的案例等待被发现。

污染还是新发现?

这个突破性的发现很容易被错过。该项目最初是SEA-PHAGES项目的一个典型学期，这是一个研究性课程，本科生从环境样本中分离噬菌体，将它们发送出去进行测序，然后使用生物信息学工具分析结果。当匹兹堡大学(University of Pittsburgh)的测序实验室报告说，来自密苏里大学哥伦比亚分校(UMBC)的样本中含有MindFlayer噬菌体的污染时，旅程开始了。

样本包含一个大序列:他们所期望的噬菌体。“但我们不仅发现了这一点，还发现了一个小序列，它与我们所知道的任何东西都不匹配，”Erill说，他与生物科学首席讲师Steven Caruso一起完成研究，Caruso再次进行了分离，并将其送去测序，得到了相同的结果。

就在那时，研究小组用UMBC基思·r·波特成像设施(KPIF)的透射电子显微镜(TEM)观察了一下发生了什么。如果没有这些图像，就不可能有发现。

“不是每个人都有TEM，”deCarvalho指出。但有了KPIF的仪器，“我能够跟进这些观察结果，并通过成像来验证它们。有些发现我们只能通过透射电镜才能发现。”

该团队的发现为未来的工作奠定了基础，以弄清楚卫星是如何附着的，这种现象有多普遍，以及更多。deCarvalho说:“有可能很多人们认为被污染的噬菌体实际上是这些卫星辅助系统，所以现在，有了这篇论文，人们可能能够识别更多的这些系统。”

文章标题

Simultaneous entry as an adaptation to virulence in a novel satellite-helper system infecting Streptomyces species