为什么噬菌体长得那么机械_服务器

资料来源：网络整理时间：2023/3/7 17:55:29 共计：3594 浏览

为什么噬菌体长得那么机械？

首先必需说，长得像“机器”，这主要是肌尾噬菌体科和短足噬菌体科的典型特征，其它噬菌体可不是这个样子的。

上图：典型的大肠杆菌噬菌体T4的扫描电镜照片，看起来很像是一只昆虫（六条腿）,其独特的外观让它成为了科研论述和科普的最佳代表。但是并非所有噬菌体都长成这般科幻的模样。注意，扫描电镜图是电子在噬菌体蛋白质分子旁衍射而形成的图像（电子非常小，因此解析度相当地高，以至于能够描绘出分子外周的电子云电场的体积感），它反映的是生物分子电动力学边界的外貌，因此看起来线条精细且有“肉感”。这只能反映包围在分子外围的静电场的形状，这是否能反应分子的真实形状，很难说。

先简单科普一下噬菌体的意思：

噬菌体是一种病毒，但它不会攻击植物或动物细胞，而是攻击细菌，以其为宿主进行复制。噬菌体具有高度的特异性，只会结合特定细菌细胞膜的特定位置，然后像注射器一样，向细菌体内注入其遗传物质。对于上图中的噬菌体T4，其遗传物质就存储在顶部的那个六面体围成的腹部里面。噬菌体的病毒mRNA只需几分钟就可以利用细菌的核糖体制造自己的蛋白质，从而将细菌转变为病毒加工厂，生产、组装出无数新的噬菌体。和病毒一样，噬菌体实际上相当于是“强行委托”细菌这个具有“完整产能”的生化工厂替自己“代工”，但这种代工不仅不支付费用，而且还要威胁到代工厂的生存。因此噬菌体和病毒以人类的观点来看，确实有点“过于邪恶”了。不过敌人的敌人可以成为我们的朋友，也就是说我们可以利用噬菌体来杀菌，而且可以“点杀”，因为噬菌体一般只能杀死特定的细菌品种。噬菌体T4

噬菌体T4，这个只感染大肠杆菌的家伙，是出于教育和科普目的而常用的示例，因此我们看到的通常都是它那种超级科幻的“玉照”。由于大肠杆菌和噬菌体T4都很易于实验室培养，因此T4也是用于对噬菌体进行研究的最佳对象之一。当然，除了它之外，还存在许多其他类型和样式的噬菌体。

通常，“噬菌体”仅指感染细菌的病毒。结构、形态的种类非常繁多，不能一概而论。

但人类对噬菌体的研究还不够充分，对其特征了解有限，原因是它们的尺寸极小。根据目前的研究表明，有理由相信几乎所有细菌物种都会感染一种或几种类型的噬菌体，并且大多数噬菌体被认为具有高度的特异性，也就是说只感染特定的细菌。

上图：噬菌体T4的外观结构。

噬菌体T4看起来像机器的主要原因

可能在于其几何形状让人联想起机器实际上这个原因跟构成生物体的材料——蛋白质的解析度有关。

我们平时都关心电脑屏幕和手机屏幕的解析度，如果解析度太低，那么我们看到的图像就会出现锯齿和棱角。以一个小圆点为例，在高分辨率的手机屏幕上来看，我们会觉得虽然一个圆点虽小，但是靠近了看仍然是一个圆，但如果将同一个圆点的图片放到低分辨率的手机上去看，就会发现圆点可能就只变成了几个方块像素构成的不规则图形，甚至根本不是圆了。

上图：不同像素级别表现出来的圆的外观。三个像素宽度的圆就已经是一个有棱有角的正方形了。

噬菌体和几乎所有病毒一样都非常小，如此之小，以至于它们的外壳仅仅由几个蛋白质的构建块组成。想想，由20块矩形砖构成的结构看起来肯定比由200万块砖构成的结构更有棱有角，因为解析度太低，没办法构建出平滑的圆弧。因此，包括噬菌体在内的病毒往往具有规则的几何形状，以等效的视角来看，就是由许多直线和角构成（当然真实的蛋白质分子不可能是完美的直线和角），而噬菌体T4恰好外观符合了人类对于机器人的定义。而实际上其他病毒也有棱有角，只是不符合人类关于机器人的认知罢了。

上图：典型的几种病毒。从左到右：

a-烟草花叶病毒(植物病毒)

b-腺病毒（普通感冒等）

c-流感病毒（流感）

d-噬菌体T4（细菌病毒）

总结

机器并不一定要是金属制作的，纳米机器人很可能就是蛋白质机器人，那么我们还需要自己制造吗？使用大自然创造好的纳米机器人不是更方便？

人类总是从自己的认知来理解这个世界，往往带来曲解。所以我们需要更加客观地看待某些我们认为是理所当然的东西。

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