东方时讯网它们可以低调地潜入人体的防御系统，也可以发起攻击，从隐藏处爆发并向四面八方开火。病毒攻击几乎总是自杀性任务，撕裂病毒赖以生存的细胞。只有当周围有足够多的其他健康细胞进行感染时，攻击才能成功。如果病毒颗粒的攻击没有击中任何物体，病毒就无法自我维持。它不会死亡，因为病毒在技术上并不存在，但它会停止运作。
因此，对于病毒来说，关键的挑战是决定何时从寒冷模式转变为杀灭模式。
四年前，普林斯顿大学生物学家邦妮·巴斯勒和她当时的研究生贾斯汀·西尔普发现一种病毒有一个关键优势：它可以窃听细菌之间的通讯。
具体来说，它监听“我们有法定人数!”细菌细胞在达到其自身目的的临界数量时释放的化学物质。(这种称为群体感应的细菌通讯过程的最初发现为巴斯勒和她的同事带来了一系列奖项。)
现在，巴斯勒、西尔普和他们的研究同事发现，数十种病毒会对群体感应或来自细菌的其他化学信号做出反应。他们的工作发表在最新一期的《自然》杂志上。
“世界上充满了可以监视适当宿主信息的病毒，”普林斯顿大学施贵宝分子生物学教授兼分子生物学系主任巴斯勒说。“我们不知道所有的刺激是什么，但我们在这篇论文中表明，这是一种常见的机制。”
他们不仅展示了该策略的丰富性，而且还发现了控制该策略并发送信号告诉病毒从寒冷模式转变为杀伤模式的工具。
攻击细菌细胞的病毒称为噬菌体，简称噬菌体，落在细菌细胞表面并将其基因传递到细胞中。不止一种噬菌体可以同时感染一种细菌，只要它们都处于寒冷模式，生物学家称之为溶原性。当单个细菌中涉及多个噬菌体冷却时，称为多溶源现象。
在多溶原性中，噬菌体可以共存，让细胞像健康细胞一样一遍又一遍地自我复制，病毒DNA或RNA隐藏在细菌自身的内部，与细胞一起复制。
但渗透的噬菌体并不完全是和平的。这更像是相互确保毁灭。这种微妙的缓和只会持续到有什么东西触发一个或多个噬菌体切换到杀死模式为止。
研究噬菌体战争的科学家们早就知道，对系统的重大破坏——比如高剂量的紫外线辐射、致癌化学物质，甚至一些化疗药物——可以让所有驻留的噬菌体进入杀死模式。
科学家认为，此时噬菌体开始争夺细菌的资源，速度最快的噬菌体就会获胜，并射出自己的病毒颗粒。
但这并不是巴斯勒团队的发现。
两种噬菌体都立即行动起来，撕碎宿主细胞。为了看到结果，约翰逊在每个噬菌体的基因上“涂上”了特殊的荧光标签，这些标签根据正在复制的噬菌体以不同的颜色发光。
当它们亮起来时，她惊讶地发现没有明显的赢家。两者之间甚至不是平局。相反，她看到一些细菌发出一种颜色的光，另一些细菌发出第二种颜色的光，还有一些细菌是混合物——同时产生两种噬菌体。
“没有人想象过会有三个亚群，”巴斯勒说。
“那真是令人兴奋的一天，”约翰逊说。“我可以看到不同的细胞进行所有可能的噬菌体生产组合——诱导一种噬菌体，诱导另一种噬菌体，诱导两种噬菌体。有些细胞没有诱导任何一种噬菌体。”
另一个挑战是找到一种方法一次只触发两个噬菌体之一。
西尔普在哈佛大学完成博士后研究后回到巴斯勒实验室担任博士后研究员，他带头找到了触发因素。虽然研究小组仍然不知道这些噬菌体在自然界中会对什么信号做出反应，但西尔普为每种噬菌体设计了一种特定的人工化学触发器。巴斯勒小组的另一位博士后研究员格蕾丝·贝格斯(GraceBeggs)在人工系统的分子分析方面发挥了重要作用。
当西尔普将多溶原细胞暴露在他的提示下时，只有对其人工触发做出反应的噬菌体进行了复制，并且在所有细胞中进行了复制。另一个噬菌体完全处于冷却模式。
“我认为这不会起作用，”他说。“我预计，因为我的策略没有模仿自然界中发现的真实过程，所以两种噬菌体都会复制。令人惊讶的是，我们只看到了一种噬菌体。据我所知，以前没有人这样做过。”
巴斯勒说：“我认为没有人想过要问一个关于噬菌体-噬菌体战争如何在单个细胞中进行的问题，因为他们认为他们不能，直到格雷斯·J.和贾斯汀做了他们的实验。”“细菌真的很小。甚至很难对单个细菌进行成像，而且真的很难对细菌内部的噬菌体基因进行成像。我们说的是比小更小的。”
Johnson一直在将成像平台——荧光原位杂交，通常称为FISH——用于另一个涉及生物膜的群体感应项目，但当她听到Silpe在小组会议上分享他的研究时，她意识到FISH可以揭示到目前为止的情况是关于他窃听噬菌体的棘手秘密。
世界上大多数细菌的内部都有不止一种噬菌体，“但没有人能够像这两种细菌那样操纵和成像它们，”巴斯勒说。“他们可以根据需要诱导一种噬菌体、另一种噬菌体或两种噬菌体的狡猾策略，这是贾斯汀的妙招，然后能够真正看到它在单个细胞中发生?这也从未被做过。那就是格蕾丝J.我们可以在单细胞水平上看到噬菌体战争。”
巴斯勒补充说，病毒基因组上的几乎所有基因仍然神秘。我们根本不知道大多数病毒基因的作用。
“是的，在这里，我们发现了一些噬菌体基因的功能，并且我们表明它们的作用是实现这种完全意想不到的冷杀开关，并且该开关决定了噬菌体在噬菌体战争中哪个噬菌体获胜。这一发现表明仍然存在可能还有更令人兴奋的过程有待发现，”她说。
“噬菌体在70年前开启了分子生物学时代，如今它们又重新流行起来，既作为治疗方法，又作为在进化过程中运用的令人难以置信的分子技巧宝库。它是一个宝库，几乎完全未被探索过。”