在国际空间站（ISS）进行的一项实验显示，近失重环境会显著改变噬菌体——一种感染细菌的病毒——与其细菌宿主之间的相互作用和协同进化过程。

该研究由威斯康星大学麦迪逊分校与 Rhodium Scientific Inc. 的微生物学家联合开展，相关成果已在线发表于《PLoS Biology》期刊。论文作者之一、威斯康星大学麦迪逊分校研究员 Phil Huss 及其同事，系统考察了 T7 噬菌体与大肠杆菌（Escherichia coli）在国际空间站轨道实验室内孵育时的动态变化。

微重力延缓早期感染进程

研究团队比较了微重力与地球重力条件下 T7 噬菌体对大肠杆菌的感染过程。根据实验，在地面条件下，T7 噬菌体通常可在 20 至 30 分钟内完成对大肠杆菌的感染并导致细菌裂解。

在国际空间站的微重力环境中，研究人员在孵育初期的数小时内几乎未观察到噬菌体数量的明显增长，显示病毒感染和杀死细菌的能力出现显著延迟。不过，实验持续 23 天后，噬菌体在轨道实验室中仍然成功扩增，并明显减少了细菌数量，表明微重力并未阻止感染的发生，而是改变了其时间进程。

研究指出，微重力环境的物理特性——包括流体对流减弱以及细菌生理状态的改变——被认为影响了噬菌体颗粒与细菌宿主之间的接触和感染方式。在无重力条件下，正常的流体混合被打断，病毒与细菌的接触过程可能被减缓，从而影响感染早期阶段的动力学。

基因组测序揭示独特突变模式

为进一步了解这些改变的相互作用在进化和分子层面的影响，科研人员对长期孵育后的噬菌体和大肠杆菌基因组进行了测序分析。

结果显示，噬菌体和细菌基因组中均出现了大量新突变，提示双方都在适应所处的空间环境。与地球重力条件下形成的突变模式相比，微重力环境中出现了不同的突变组合和分布，研究团队认为这反映出太空环境对噬菌体及其宿主施加了独特的选择压力。

受体结合蛋白突变景观发生改变

进一步分析聚焦于噬菌体的受体结合蛋白。这一蛋白是噬菌体识别并感染细菌宿主的关键分子，其结构和功能变化直接影响感染效率。

通过深度突变扫描，研究人员比较了微重力条件与地面实验中该受体结合蛋白的突变“景观”。结果显示，两种环境下的突变分布存在显著差异，反映出宿主适应状态和选择压力在空间与地面条件下存在根本性不同。

研究团队利用在微重力环境中受到选择影响形成的受体结合蛋白变体库，在地球实验室中构建并筛选出一批噬菌体变体。这些变体在地面条件下对某些耐药大肠杆菌菌株表现出更高的感染效率。作者指出，这一结果显示，基于空间环境的选择过程，可能为地面生物技术和噬菌体工程提供新的思路。

为后续空间噬菌体研究奠定基础

论文作者在总结中表示，该研究初步展示了微重力如何影响噬菌体与宿主的相互作用，并揭示了在非地球环境中驱动适应性变化的全新遗传决定因素。研究团队认为，这一实验方法为未来在国际空间站开展更多噬菌体相关研究提供了基础。

据介绍，该研究以“微重力重塑国际空间站上噬菌体与宿主的协同进化”为题发表在《PLoS Biology》上，文献信息为：P. Huss 等人，2026 年，《PLoS Biol》24（1）：e3003568，doi: 10.1371/journal.pbio.3003568。