编者语
在科技浪潮的汹涌澎湃中,人类如同勇敢的航海家,不断拓展着认知的边界,从微观世界的粒子迷宫到浩瀚无垠的宇宙星空,每一步探索都是对未知世界的壮丽征服。生命起源的谜团逐渐被揭开,人工智能的曙光照亮了未来的道路,科学的每一次飞跃,都让我们以全新的视角,洞见这个世界的奥秘与奇迹。
这不仅仅是一场认知的革命,更是生活方式的华丽蜕变。科技的魔法棒轻轻一挥,便催生出一系列颠覆性的技术与发明,它们如同神奇的钥匙,解锁了便捷与丰富的新篇章。从指尖轻触间完成的支付交易,到智能家居带来的温馨舒适,再到远程医疗让健康触手可及,每一项科技成果都是对“不可能”的勇敢跨越,让我们的生活绽放出前所未有的光彩。
同学们,你们是否已被这股科学的魔力深深吸引?是否渴望成为那位揭开宇宙奥秘、创造生活奇迹的科学家?那么,就让我们携手走进这个充满无限可能的科学天地!在这里,每一颗好奇心都是最宝贵的罗盘,每一次探索都是向着未知世界的勇敢启航。让我们在科学的海洋中遨游,共同揭开那些隐藏在日常背后的神奇秘密,让知识的光芒照亮我们的梦想之路。
病毒的名字“virus ”起源于拉丁文,意思是 毒药和其他有毒的液体,这个最早的名称就表明病毒在人们心目中是一种不好的事物。
那么,“臭名昭著 ”的病毒家族真的都是恶棍吗?今天就给大家介绍病毒家族中特立独行的一位成员——噬菌体。
噬菌体是病毒家族的一个分支,有着成千上万个不同的成员。它的独特之处在于可以感染细菌,通过寄生在细菌体内进行复制增殖,最终杀死细菌,一种噬菌体只能感染一种细菌。和其他病毒一样,噬菌体也是由蛋白质包裹的外壳和内部的核酸两部分构成的。
噬菌体在1915 年首次被细菌学家弗雷德里克·特温特报道。他发现琼脂培养基上的部分细菌菌落变得透明,这样的菌落进一步培养时不能形成新的菌落,也就是细菌被杀死了。
与此同时,在巴黎巴斯德所工作的加拿大细菌学家费利克斯·德赫雷尔在培养从痢疾患者的粪便中分离出的痢疾杆菌时,也在培养皿上发现了一些不长细菌的圆点。他猜测圆点里有某种颗粒杀死了细菌。他把这些圆点称为噬斑,引起噬斑的颗粒称为噬菌体。之后,由于噬菌体感染细菌的独特特性,其在生物领域的传奇故事就此揭开序幕。
顺着噬菌体可以感染细菌的思路,很容易就想到,很多疾病是由细菌感染引起的,是不是可以“以毒攻毒 ”,用噬菌体来杀细菌,达到治疗疾病的目的呢?治疗细菌感染的首选通常是抗生素,但是随着抗生素的滥用,耐药现象越来越常见,这让人们的注意力重新回到噬菌体身上。
那么如何利用噬菌体对抗超级细菌呢?我们来看2019 年《自然医学》杂志的一个案例报道。案例的主人公是一个15岁的少女,由于患有先天性肺囊性纤维化,肺功能持续下降,不得不进行肺移植。移植后的免疫抑制令其本就有的炎症雪上加霜。体外培养发现是一种名为分枝杆菌的耐药菌种感染导致的,尽管给予了患者强效治疗分枝杆菌的药物和抗生素,但是效果不好。为此,医生不得不寻找新疗法,他们想到的就是用噬菌体治疗。
噬菌体治疗的第一步,是体外分离验证。他们培养从患者伤口分离的分枝杆菌,形成不同的菌落,一个菌落就是一类相同的分枝杆菌。之后选取从分枝杆菌中分离的大量噬菌体,一种一种进行共培养,看其是否可以感染菌落,结果从大约10 000 种噬菌体中找到三种噬菌体可以感染菌落。然后,需要通过基因改造技术提高它们的感染效率。接下来,测试这三种噬菌体对其他菌落的感染效率,尽管发现并不是每一种噬菌体都能感染杀灭所有的菌落,但是如果将三者连用,则可以杀灭大部分分枝杆菌。这种噬菌体连用的疗法,被称为“鸡尾酒疗法 ”。
体外有效是万里长征的第一步,接下来就要进行体内验证了。首先在患者手术伤口附近局部用药,确认没有过敏等不良反应后,改为局部加静脉注射。持续治疗6个月之后,患者的皮肤感染持续好转,肝功能和肺功能也持续好转,各项指标表明此次尝试的噬菌体疗法非常成功。其实我们可以发现,筛选噬菌体的过程和噬菌体被发现的过程有异曲同工之妙,一种解药(噬菌体)配一种毒药(细菌),难点就是找到这个唯一的解药。面对越来越狡猾的超级细菌,噬菌体一度被认为是对抗细菌的终极武器。
【知识链接】病毒由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成,没有细胞结构。病毒根据寄生细胞的不同,分为动物病毒、植物病毒、细菌病毒。
试题赏析
按要求回答问题。
1. 噬菌体是 一 类微生物的统称,其形态包括蝌蚪形、微球形和丝状等。如图为蝌蚪形噬菌体的结构模式图。下列叙述错误的是( )
A. 在电子显微镜下可以观察到图中所示噬菌体
B. 噬菌体不能用普通的细菌培养基在实验室培养
C. 蝌蚪形噬菌体没有成形的细胞核,属于原核生物
D. 某些种类的噬菌体可用于治疗烧伤病人的化脓性细菌感染
2. 噬菌体不能独立生活,只能________在活的细菌内,要是离开了活细胞,通常会变成________。
3. 医生用噬菌体液清洗患者的伤口,噬菌体不会破坏患者的细胞,请解释原因:________________。
参考答案
1.C
2. 寄生 结晶体
3. 与细菌的细胞结构不同,人的细胞没有细胞壁(或荚膜),噬菌体不能识别并结合,因此不能感染患者的细胞。
审核:王琼桢
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