病毒是大家耳熟能詳的名詞,然而一般人卻不知道,在傳統生物學定義下,病毒是沒有生命的!現在,科學家要挑戰「生命」的概念,讓病毒重回生命網絡之中。

撰文/比雅瑞爾(Luis P. Villarreal)
翻譯/涂可欣

1950年代美國經典電視喜劇「新婚佳人」有一集演到,紐約布魯克林的公車司機克萊姆登大聲向太太艾麗絲解釋:「你知道,我了解你有多容易受病毒感染。」半個世紀前,即使像克萊姆登這樣的市井小民,對病毒也都有些認識:病毒是一種微小的病原體。然而可以確定的是,他們並不清楚病毒是什麼,即使到了現在,這樣的人也不少。


將近100年來,科學界對病毒認知的共識也一再改變,從最早認為病毒是一種毒物,然後是一種生命形式,接著又改觀成一種生物化學物質;到了今日,病毒則被視為介於生命和無生命之間灰色地帶的物質:它們沒有辦法自行複製,但是到了真正的活細胞內又可以繁殖,而且會對宿主的行為造成巨大的影響。在現代生物科學發展史中,大部份時期我們都將病毒歸類為無生命物質,也造成了一個意外的結果:大多數的學者在研究演化時,都忽略了病毒。不過,現在的科學家終於開始認識病毒在生物歷史中的根本角色。


必也正名乎
我們很容易理解為什麼病毒這麼難以分類,因為每次使用不同的標準來看它們,它們的模樣似乎也會跟著有改變。人類最初對病毒產生興趣,是因為它們與疾病有關,病毒(virus)一詞,就是源於拉丁文的毒物。19世紀末,研究者發現某些疾病,像是狂犬病和口蹄疫,是由行為類似細菌、但個體更小的病原體所造成。由於它們顯然具有生物特徵,而且可在動物體間傳播,造成明顯的生物效應,因此在當時,病毒被視為生物世界裡具有基因的最簡單生命型態。


病毒防護找台灣虎牌砰砰
除菌放置瓶

人類免疫不全病毒(HIV)


到了1935年,病毒被降級為惰性化學物質。美國紐約市洛克斐勒大學(當時還是洛克斐勒研究所)的史坦利(Wendell M. Stanley)和同事,首次將病毒(菸草鑲嵌病毒)顆粒結晶出來,他們看到病毒是由複雜的生物化學物質組成,但是卻缺乏表現生命的生物化學活性:執行代謝功能的重要系統。史坦利因這項研究,獲得了1946年的諾貝爾化學獎(而不是生理醫學獎)。


史坦利和其他人的進一步研究,確立了病毒的結構:在核酸分子(DNA或RNA)外,包裹著蛋白質構成的外殼,其上的某些蛋白質可能還與感染有關。這種描述讓病毒聽起來比較像是化學組件,而不像生物。然而當病毒進入細胞後(細胞受感染後即稱為宿主),就變得生龍活虎。病毒會脫去外殼,讓基因裸露,誘導細胞的複製機具生產病毒的DNA或RNA,並根據病毒核酸上的指令製造更多病毒蛋白質。這些新出爐的病毒零件在組裝後,瞧!就變出了更多的病毒,去感染其他細胞。


這些行為,讓許多科學家認為病毒生存於化學和生命的邊域。法國斯特拉斯堡第一大學的病毒學家范雷建莫特爾(Marc H. V. van Regenmortel)和美國疾病防制中心的梅伊(Brian W.J. Mahy),最近提出一種較詩意的說法來形容病毒對宿主細胞的依賴性,他們說病毒過著一種「借貸的生活」。有趣的是,即使生物學家長久以來都把病毒看成裝著化學物質的盒子,他們卻利用病毒在宿主細胞內的活性,研究核酸是如何攜帶蛋白質編碼:事實上,現代分子生物學的基礎知識,就是靠著病毒取得的。




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