如果你对地球上的生命进行一次人口普查,你可能会发现大多数生命形式看起来都是这样的。这是一种被称为噬菌体的病毒,它仅存在于细菌中。在每毫升海水中约有1000万个噬菌体。总而言之,科学家估计噬菌体的总数约为一百万万亿(10的30次方)。噬菌体不仅构成了生命形式的大多数,而且它们被认为自从生命本身诞生以来就一直存在。从那时起,它们就一直与宿主一起进化,甚至通过在不同宿主之间转移基因,使得宿主的进化成为可能。在很大程度上要归功于噬菌体,越来越多的细菌获得了它们所需的能够对抗抗生素的基因。噬菌体还杀死大量消耗温室气体的海洋细菌。如果突然间将地球上所有的噬菌体清除,全球气候将陷入混乱。世界上最成功的生命形式看起来有点像《黑客帝国》中那种在船体上钻孔的机器人,这可能看起来很奇怪。但事实是,噬菌体是最优雅、最致命的纳米技术。要真正欣赏其机械的酷炫之处,请观看此图文所引用的电影。(大尺寸和小尺寸的Quicktime。)这部电影改编自普渡大学的Michael Rossmann及其同事的精彩工作。(他们最新的论文发表在最新一期的《细胞》杂志上,并附有更多炫酷的电影。)Rossmann及其团队已经拆解了噬菌体的各个部分,并对其协同工作机制有了更深入的了解。噬菌体伸出六条精致的腿,以接触其宿主——大肠杆菌。每条腿都对接在细菌的一个受体上,给噬菌体一个注入其DNA的信号。腿弯曲,使噬菌体的身体向细菌靠近。这种拉动运动使得噬菌体的基部开始像锁筒一样旋转。一组之前贴合病毒基部的较短的腿展开,以便它们能够抓住微生物的细胞膜。噬菌体的鞘,这里用绿色表示,随着其螺旋状的蛋白质相互滑动而收缩。一条隐藏的管道出现,然后推出一根针,这根针刺入细菌的侧面。这根针注入可以溶解微生物坚硬内壁的分子,然后管道一直推入微生物内部,在那里它释放病毒的DNA。从历史上来看,科学家们花了很长时间才认识到像噬菌体这样的寄生虫可以多么复杂,我在我的书《Parasite Rex》中对此进行了详细探讨。人类设计的最先进的纳米技术与噬菌体相比相形见绌,这一点并没有被科学家们忽视。一些科学家已经利用噬菌体构建纳米线和其他电路。另一些人则认为它们是基因疗法最有希望的手段,如果它们能够被改造用于感染人类而不是细菌。在这两种情况下,进化都必须发挥核心作用。通过允许噬菌体突变,然后选择在科学家选择的任何任务中表现最好的病毒,科学家们将能够让进化为他们设计纳米技术。从远古时代深处,下一项伟大的技术进步之一可能就会到来。也许还有一些在好莱坞的工作,我希望。
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