噬菌體
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並非每一種病毒都攻擊動物或植物。地球上數量最多的病毒攻擊的是細菌,它們被稱為噬菌體(bacteriophage)——字面意思就是「吃細菌的」。哪裡有細菌,哪裡就有它們:一滴海水裡就可能含有數百萬個。如果你能數清地球上所有的噬菌體,那個數目會讓可見宇宙中的恆星總數相形見絀。
許多噬菌體有一副奇特的、近乎機械的外形:一個稜角分明、裝著遺傳物質的「頭部」,一條管狀的「尾部」,還有蜘蛛腿般、能抓住目標細菌表面的「尾絲」。噬菌體降落在細菌上,把自己固定住,再像注射器一樣把 DNA 穿過細胞壁注進去,把空殼留在外面。一旦進入內部,噬菌體的基因便接管一切,要麼讓細胞脹裂、釋放出新的噬菌體(裂解循環),要麼悄悄藏進細菌的染色體裡(溶原循環)。噬菌體極其挑剔,每一種通常只感染一種或少數幾種細菌。
噬菌體兩度成為生物學的核心。1950 年代,用噬菌體所做的實驗幫助證明了 DNA——而非蛋白質——才是遺傳的分子,因為研究者能觀察到噬菌體的哪一部分真正進入了細胞、去指揮新噬菌體的製造。如今,隨著抗生素抗性日益嚴重,醫生們重新審視「噬菌體療法」,把這些天然的細菌殺手當作精準武器,去對付那些藥物再也治不好的感染。它們的挑剔既是優勢(能放過有益細菌),也是局限(你必須為對的病菌配上對的噬菌體)。
1952 年著名的赫爾希—蔡斯實驗用噬菌體了結了一場大辯論:研究者給噬菌體的 DNA 和它的蛋白質外殼分別貼上不同的標記,結果看到只有 DNA 進入了細菌去製造新的噬菌體,外殼則留在外面——這就證明了基因是由 DNA 構成的。
一種噬菌體幫助證明了攜帶遺傳信息的是 DNA,而非蛋白質。
噬菌體不過是一種感染細菌的病毒——它無法感染人類細胞。那看似機械的「腿和尾巴」是蛋白質結構,而不是活的肢體。