病毒也有肚臍眼

關靈

大自然中不乏對稱美：蜂巢是由一個個正六邊形對稱排列組合而成的建筑物;蝴蝶左右翅膀的結構是對稱的，就連翅膀上的圖案與顏色也是對稱的，因此它能夠成為自然界最美麗的昆蟲;所有的海螺都擁有奇妙的左右旋對稱。無獨有偶，在科學家們的顯微鏡下，一眼看去，一個個病毒好像也是長成六邊形、二十邊形的對稱結構。

1956年，弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森，兩位以DNA的雙螺旋結構的提出而為人們所熟知的生物學家，描述了他們的理論，即病毒具有由重復蛋白質單元組成的對稱結構。根據這個理論，結構生物學領域的科學家開發(fā)出數百種病毒的美麗的三維計算機模型，它們通常由20個白色六邊形和12個黑色五邊形組成，不管從正面還是側面看，都像一個完美無缺的足球。

真實的病毒是否像模型展示的一樣呢？

美國普渡大學生物學家們通過蛋白質晶體學和冷凍電子顯微術相結合，來研究病毒的三維結構。他們將具有特定形狀的完整病毒結晶后，用一束X光探測其結構，終于實現了人們一探病毒真身的愿望。

2018年，當導入結合抗體的西尼羅河病毒株的一些冷凍電子顯微鏡圖像時，研究人員注意到了一些不尋常的事情。他們發(fā)現與病毒結合的抗體似乎更喜歡顆粒的一側，而那一側的密度與其他地方不同，這意味著什么呢？

計算機模擬結果表明，實際上，西尼羅河病毒的平均蛋白單位可能比使其完全對稱所需的180個蛋白單位少幾個。結合圖像上密度不同的現象，我們可以猜想，病毒因為無法獲得正確數量的蛋白質來制造穩(wěn)定的二十面體，結果導致一個顆粒在一側從六邊形扭曲成十二邊形，這樣才能形成一個完整的結構。

就像人類分娩留下的痕跡，病毒的不對稱也可能是病毒分離的“肚臍”，當一個新的病毒顆粒從上一代人感染的細胞膜上分離出來，蛋白質分配的不均勻最終導致病毒的不對稱。其他二十面體病毒，如脊髓灰質炎和普通感冒病毒，也可能具有這種不對稱性，當然，這還有待科學家們進一步證實。

這個發(fā)現意味著什么呢？病毒的“肚臍”作為病毒顆粒最終組裝點的標記，我們可以發(fā)現在病毒進入宿主細胞時釋放基因組的初始感染點，起到定向病毒的作用，在病毒還沒有“長大成人”之前，將它扼殺于搖籃之中。