病毒是嚴(yán)格胞內(nèi)“寄生”的微生物,當(dāng)脫離細胞后,病毒就會“本能”地去尋找下一個細胞宿主,否則病毒就會死亡。一個孤零零的病毒,面前只有兩條路,或“拼命”尋找易感細胞,或面臨死亡。
高中生物課上老師講過,小分子物質(zhì)(如H+和O2)可以自由出入細胞。但,病毒就不同了,病毒相對于H+和O2而言,體型龐大,根本不可能自由出入細胞。就好比蒼蠅可以順著門縫飛入屋內(nèi),但人卻不能。但病毒又必須努力地去進入細胞,咋辦呢?
稍微有病毒學(xué)基礎(chǔ)的人都應(yīng)該知道,病毒進入細胞主要方式是通過“細胞受體-病毒配體”結(jié)合途徑實現(xiàn)的。讀博士的時候,我一直片面的認為任何病毒進入細胞,都需要借助于受體-配體結(jié)合。后來我認識到,這僅僅是途徑之一。病毒還可通過其他非特異性途徑,如巨胞飲、細胞吞噬作用、細胞破損等方式進入細胞。
(1)巨胞飲屬于一個細胞生物學(xué)的概念。微觀的細胞表面像海面一樣,不是靜止不動的,突然海面掀起一股巨浪,就會把人給吞噬掉。這就類似于細胞巨胞飲吞噬病毒一樣,細胞表面突然“涌動一股巨浪”(細胞生物學(xué)稱之為ruffle),將病毒吞噬。突然想到這么一個生動的例子,很棒吧。
(2)細胞吞噬病毒,主要是具有吞噬作用的免疫細胞,如樹突狀細胞,可以伸出“大爪子”將病毒捕獲吞噬。
(3)細胞破損方式,主要針對于植物病毒。眾所周知,植物細胞含有堅硬的細胞壁,植物病毒好像又不能像噬菌體打孔一樣,在植物細胞表面打孔,所以只能借助于細胞破損途徑進入。植物病毒我不太了解,屬于植保學(xué)研究范疇,請植保專家指正。
除以上幾種非特異性途徑(實際上還有幾種,例如真菌病毒、細菌病毒,因為我也不太了解,也不敢在此過多著墨),我們常見的當(dāng)然還是受體-配體結(jié)合途徑。受體-配體結(jié)合是病毒進入細胞的第一步。有些媒體將該過程比喻為鑰匙開鎖的過程,我不能說錯,但可以說不完全準(zhǔn)確。因為,現(xiàn)實生活是一把鑰匙開一把鎖。而病毒學(xué)領(lǐng)域卻是,一把鑰匙可以開多把鎖,同時多把鑰匙可以開一把鎖。
孤零零的病毒去尋找細胞的過程,實際就是它與細胞撞擊的過程,細胞表面如波濤澎湃的海面,不可能每次撞擊都能恰好撞到細胞受體。但,一旦撞到了,且恰好被病毒的配體撞到了,這時候細胞的受體就會與病毒的配體“粘”在一起,這種“粘”可能是范德華力,或共價鍵作用造成的。然后,病毒便啟動進入細胞的步驟了,常見途徑有內(nèi)吞和膜融合。特別是內(nèi)吞途徑,實戰(zhàn)中較多,如流感病毒,狂犬病毒,豬瘟病毒,口蹄疫病毒等等。而膜融合途徑相對較少,最常見的就是各種副粘病毒及艾滋病毒。
途徑I:內(nèi)吞途徑。該途徑又有兩種主要方式,一種是網(wǎng)格蛋白介導(dǎo),另一種是凹穴蛋白介導(dǎo)。網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞,形象一點比喻,就是許許多多的網(wǎng)格蛋白把病毒的內(nèi)吞小體密密麻麻的包裹起來,看起來像一個網(wǎng)兜一樣包裹著內(nèi)吞小體,而病毒就在內(nèi)吞小體內(nèi)。而凹穴蛋白我了解不多,大家感興趣可以去查一查。就這樣,通過任一種內(nèi)吞途徑,病毒被細胞的內(nèi)吞小體包裹后,像人陷入流沙一樣,被流沙吞噬掉,病毒也就隨即被吞噬到細胞內(nèi)部。
途徑II:膜融合途徑。該途徑是指病毒囊膜和細胞囊膜融合到一起,病毒的核衣殼隨即進入細胞。最典型的例子是麻疹病毒,麻疹病毒的核衣殼被一層“外衣”包裹,這層“外衣”的主要成分就是囊膜,這層囊膜可與細胞膜融合,就好比細胞主動地給病毒脫掉了外衣,讓“赤身裸體”的病毒進入其內(nèi)部對其進行感染,細胞是不是賤賤的?
簡單寫寫,也就這么多。但實際上,病毒侵染細胞的途徑一直是病毒學(xué)研究的熱點,尤其是近些年結(jié)構(gòu)生物學(xué)蓬勃發(fā)展,借助高端儀器解析受體和配體結(jié)構(gòu),更加速了該方向的發(fā)展。2020-03-22
F. Liu