今天这支视频 , 我们以新冠肺炎病毒侵入人体为例 , 讲述病毒与宿主细胞之间 , 靶向药物与病毒之间 , 如何展开骗与反骗的博弈 , 最终成为一场信息论武器的军备竞赛 。 在微观层面 , 正在发生着眼花缭乱、山呼海啸的变化 , 最终复杂性成为了双方共同的主题 , 而无论是人、病毒还是药 , 想要一次、终身找准自己的「位置」 , 都无疑是一种痴心妄想 。 -文字稿- 骗与被骗 , 总是离不开信息的博弈 。 比如电话诈骗的套路 , 通常是先获取受害者某种特征和喜好 , 然后利用信息差 , 也就是「你不知道我知道你的信息」骗取信任并借机牟利 。 而在病毒入侵的过程中 , 也不外如是 。
病毒的形态多种多样 , 而形态又与功能相应 , 其目的都是为了骗过宿主细胞的防御系统 , 并最终完成繁殖扩散大业 。 以冠状病毒为例 , 其蛋白外壳的结构分为突刺、包膜、膜和糖衣壳 。 其名称中的Corona来源于拉丁语 , 原意为花环、光圈 。 天文中的日冕或星冕 , 也就是恒星表面的等离子体光环同样被叫做Corona 。 冠状病毒的S蛋白以三聚体的形式在病毒表面形成特殊的花冠结构 , 因此而得名 , 它们在病毒入侵细胞时 , 起着非常关键的作用 。
我们可以将其入侵过程粗略简化为三个阶段 。 首先 , 病毒要在细胞膜的防护中找到突破口 , 并进入细胞内部 。 在细胞膜上有一些蛋白质 , 它们有着各种对于细胞来说必须的功能 , 比如运转物质 , 识别标记等 。 病毒表面都带有一些特异性蛋白 , 可以与宿主的特定蛋白受体结合 , 以此来产生锚定作用 。
比如SARS或这次的冠状病毒 , 它们的其中一种特异性蛋白——S蛋白就在冠冕 , 也就是突刺上 。 其相应的受体是人类的血管紧张素转化酶2 。 作为肾素-血管紧张素系统的一员 , 它可能在调节心血管、肾脏功能以及生育能力中发挥作用 。
当蛋白与受体结合后 , 就会介导冠状病毒的遗传物质进入宿主细胞 。 当然实际情况要远比这类描述更加复杂 , 冠状病毒到底如何打开细胞膜 , 对于其过程细节人们依然只有各种推测 。 一种推测是 , S蛋白构象发生变化 , 释放能量 , 启动融合程序 。 包膜和宿主的细胞膜就会发生融合 。 也有人推测病毒是通过细胞的胞吞作用侵入等等 。 总之 , 就好像刑侦人员只得到了少量碎片化的证据 , 想要借此重建整个犯罪的过程一样困难 , 在信息博弈中处于非常不利的位置 。
当病毒的遗传物质进入细胞质后 , 就进入了第二个阶段:病毒的增殖 。 冠状病毒的遗传物质属于正义RNA 。 其特性是自身不用进入细胞核 , 在细胞质中就可以直接被翻译 , 并生产出新的蛋白质和基因组 。
最先被核糖体翻译的蛋白质是一种病毒RNA聚合酶 , 开始批量转录病毒RNA从而获得病毒的RNA副本——反义RNA 。 一个合格的 , 具有传播能力的子代需要包含有前面提及的完整的两部分病毒结构: 以副本RNA为模版 , 转录几个较小的正义RNA的片段 。 这些RNA片段用于合成蛋白外壳上的所有结构 ;副本RNA也可以用作复制新的正义RNA组 , 其中就包含了病毒的全部的基因 。
当然 , 以上合成所需的所有原料都来自于宿主细胞 。 还有一些蛋白质(N蛋白:仿包膜蛋白S,HE),会结合这些被生产出的「零件」,并将它们组合 , 包装 , 然后运载且整合到内质网的膜中 , 在这里完成最后的「包装」——膜包被 。 一个全新的病毒就这样诞生了 。
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