噬菌体
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并非每一种病毒都攻击动物或植物。地球上数量最多的病毒攻击的是细菌,它们被称为噬菌体(bacteriophage)——字面意思就是“吃细菌的”。哪里有细菌,哪里就有它们:一滴海水里就可能含有数百万个。如果你能数清地球上所有的噬菌体,那个数目会让可见宇宙中的恒星总数相形见绌。
许多噬菌体有一副奇特的、近乎机械的外形:一个棱角分明、装着遗传物质的“头部”,一条管状的“尾部”,还有蜘蛛腿般、能抓住目标细菌表面的“尾丝”。噬菌体降落在细菌上,把自己固定住,再像注射器一样把 DNA 穿过细胞壁注进去,把空壳留在外面。一旦进入内部,噬菌体的基因便接管一切,要么让细胞胀裂、释放出新的噬菌体(裂解循环),要么悄悄藏进细菌的染色体里(溶原循环)。噬菌体极其挑剔,每一种通常只感染一种或少数几种细菌。
噬菌体两度成为生物学的核心。1950 年代,用噬菌体所做的实验帮助证明了 DNA——而非蛋白质——才是遗传的分子,因为研究者能观察到噬菌体的哪一部分真正进入了细胞、去指挥新噬菌体的制造。如今,随着抗生素抗性日益严重,医生们重新审视“噬菌体疗法”,把这些天然的细菌杀手当作精准武器,去对付那些药物再也治不好的感染。它们的挑剔既是优势(能放过有益细菌),也是局限(你必须为对的病菌配上对的噬菌体)。
1952 年著名的赫尔希—蔡斯实验用噬菌体了结了一场大辩论:研究者给噬菌体的 DNA 和它的蛋白质外壳分别贴上不同的标记,结果看到只有 DNA 进入了细菌去制造新的噬菌体,外壳则留在外面——这就证明了基因是由 DNA 构成的。
一种噬菌体帮助证明了携带遗传信息的是 DNA,而非蛋白质。
噬菌体不过是一种感染细菌的病毒——它无法感染人类细胞。那看似机械的“腿和尾巴”是蛋白质结构,而不是活的肢体。