病毒如何劫持主机的能源供应

病毒在生者和非生物之间占据着一个奇怪的无人区。为了繁殖，他们必须感染活着的宿主并劫持其资源。但据了解，这种寄生关系可导致疾病和死亡，但很少有定量研究检查了病毒感染相对于宿主能量经济的能量消耗。

加州理工学院研究人员的一项新研究现在提供了对不同类型病毒感染的各种病毒过程的能量负担的第一次定量估计。这项工作为指导病毒生命周期和进化的能量限制提供了重要见解，最终可能导致更好的疫苗和治疗。

这项工作是由Rob Phillips，Fred和Nancy Morris生物物理和生物学教授在生物学和生物工程系以及工程和应用科学系的实验室完成的。它出现在5月16日的“美国国家科学院院刊”的一篇论文中。

许多病毒，例如本文中检测的病毒，基本上是称为含有遗传物质的衣壳的球形壳。当病毒感染宿主细胞时，它会使用细胞的机器在称为复制的过程中复制其自身的遗传物质。在称为翻译的阶段期间，该遗传物质用于产生将形成衣壳的蛋白质。最后，在自组装过程中，蛋白质壳和病毒遗传物质的拷贝被组装成新的病毒。在某些时候，在宿主宿主细胞内合成了许多此类病毒之后达到其突发大小 - 新创建的病毒从小区突然出现并继续感染新主机的大小。原则上，随着爆发大小变大，感染传播得更快。

菲利普斯，以及第一作者和研究生Gita Mahmoudabadi及其同事，开始量化每个过程中从主机窃取的能量 - 以及如何限制由此产生和释放的病毒数量。感染细胞。

研究小组研究了两种不同的病毒：T4，一种所谓的噬菌体病毒，它以DNA为遗传物质并感染细菌;和流感病毒，它利用RNA携带其遗传信息并感染哺乳动物细胞。使用他们对构建一种病毒所需能量的估计以及两种病毒的爆发大小，他们计算了感染宿主的总费用。

研究人员发现，噬菌体占据了大约30%的宿主生物的能量资源，并在爆发出细胞之前产生了大约200种病毒。另一方面，流感病毒仅吸收了约1%的宿主细胞能量，但却产生了大约6,000种新病毒。

Mahmoudabadi说：“你可能认为病毒会尽可能多地从宿主身上消耗能量，以最大限度地扩大其爆发尺寸。”“但我们的估计表明，这种策略最适合感染单细胞生物如细菌的病毒。我们惊讶地发现，感染多细胞生物的病毒，例如负责季节性流感的病毒占据宿主的一小部分。能源供应。我们认为这可能反映了流感的策略，即通过保留其多细胞宿主来确保其即时和长期生存。“

这些研究为进一步开展工作奠定了基础，这些工作旨在解决在生物体及其病原体之间持续存在的战争中管理赢家和输家的复杂相互作用。

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