Cell解开超级蠕虫死亡之谜：一种新病毒的发现

罗格斯大学的科学家们发现了一种病毒，这种病毒导致了全国范围内超级蠕虫的大量死亡，而超级蠕虫是鸟类、爬行动物和其他宠物的常见食物，甚至越来越多地成为人类的替代蛋白质来源。在此过程中，他们开创了一种不同的方法来搜索和识别人类、植物和动物中新出现的病毒和病原体。

科学家们在《细胞》杂志上报告说，他们利用切碎的甲虫尸体制成的浆液和用液氮冷却的电子显微镜，发现了一种被他们命名为Zophobas morio black wasting virus的病毒。这个名字来源于该病毒对一种原产于亚热带的暗色甲虫(zoophobas morio)的致命影响，特别是在这种昆虫未成熟的幼虫阶段，当它从卵中孵化成巨大的棕色超级蠕虫时。这个物种被命名为“超级虫”，因为它的幼虫比其他任何作为饲料生长的幼虫都要大，大约有2英寸长。

Z.morio幼虫富含蛋白质，是世界各地人工饲养的外来爬行动物、鸟类、鱼类和两栖动物的主食，但这种幼虫在2019年开始神秘死亡，令宠物食品供应商和宠物主人百思不得其解。

罗格斯大学-新不伦瑞克定量生物医学研究所(IQB)的副教授Jason Kaelber与该研究的第一作者、IQB的博士后Judit Penzes共同领导了这项研究。

Kaelber说:“Judit希望找出甲虫养殖户因一种致命疾病而失去所有超级蠕虫群落的原因，而我则希望开发出不依赖于 DNA 或 RNA 测序的发现新病毒的方法，我们最终发现了这种席卷全国、杀死超级蠕虫的病毒。”

这项科学调查开始于一年多前，当时甲虫农场的主人联系了分子病毒学家Penzes，他们的超级蠕虫正在以惊人的速度神秘地死亡。Penzes在业内已经很有名气，因为她早先曾分离出一种杀死蟋蟀的病毒，而蟋蟀是另一种很受欢迎的宠物食品。

她开始在新泽西州的宠物店收集超级蠕虫。她说:“每当我去宠物店，我都会马上走到喂食昆虫区，打开容器看看虫子。它们全都被感染了。我告诉店主我看到了什么，我正在研究这种病毒，并问他们是否可以把容器给我。他们立即同意了。他们告诉我，需要多少就拿多少。”

她回到实验室，拿了一台神奇子弹搅拌器，把蠕虫的尸体扔进去，高速混合。这个过程产生了一种甲虫汁浆，她用病毒纯化方法处理，这种方法可以根据病毒的密度将病毒分离出来。在最后一步，她用荧光灯照射离心管，病毒发出蓝色的光。

“当我看到它的时候，我说，‘我抓到你了’，那时我就知道这确实是一种病毒。”

接下来，Penzes与电子显微镜专家Kaelber合作，使用冷冻电子显微镜检查病毒，这可以看到病毒的三维视图，包括其内部。

“你将病毒、蛋白质、细胞等快速冷冻，使水凝固而不变成冰晶。实际上，我们无需分析 DNA，只需观察三维结构，就能找出蛋白质的氨基酸序列，因为我们的分辨率如此之高。”

他们将这种蛋白质的结构与罗格斯大学蛋白质数据库的所有已知蛋白质进行了比较，发现它与一种影响蟑螂的病毒相似，但并不完全相同，属于一种被称为parvoviruses的动物病毒家族。

“这是一种新的，不同于以前测序或成像的任何东西，”Penzes说。

科学家们还感谢全国范围内的超级蠕虫养殖户，他们在研究消息传出后自愿提供了样本。Penzes说:“农民们热切地帮助我们研究这种病毒，这对这项已发表的研究的诞生起到了巨大的作用。”

Kaelber说，这项工作提供了一个“概念证明”，即冷冻电子显微镜可以直接用于发现和表征新的病原体。

Kaelber说:“在未来，如果有一次真正重要的疫情爆发，我们将想尽一切办法，看看我们能发现什么。我们希望将冷冻电子显微镜诊断常规化，这样当出现一些未知的传染病时，我们就有很多选择，可以在当天识别病原体。”

低温电子显微镜近年来越来越受欢迎，成为一种更普遍的方法，用于三维分析已知标本。然而，罗格斯大学的研究是首次将这种方法用于未知病原体。

在发现这种病毒后，研究人员测试了一种保护莫里奥z虫免受疾病侵害的方法，即注射一种来自另一物种的密切相关的病毒，这种病毒不会引起症状。他们正在基于这项研究开发一种疫苗。

“这个发现很重要，有两个原因，”Kaelber说。“首先，甲虫农民可以利用这些信息来保护他们的殖民地，并了解哪些行动在控制流行病方面是有效的，哪些是无效的。其次，甲虫的流行是对这项技术的现实考验，我们希望这项技术能对快速调查未来人类、植物或动物的爆发有用。”