定量合成生物学研究发现“跑得快”可能“摆脱”病毒

中国科学院深圳先进技术研究院4日发布消息称，该院合成生物学研究所傅雄飞团队3日在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表一项突破性研究成果，揭示了生物迁徙与病毒传播之间的复杂关系。该研究成果意味着通过调节宿主的迁移行为或病毒的感染特性有望控制传染病传播，有助于在流行病学背景下更好地理解和制定传染病的防控策略。

从2017年开始，傅雄飞团队围绕细菌-噬菌体在空间上共迁徙的定量理解展开研究，发现只有在有方向型的空间扩张迁徙下，宿主的运动才会抑制病毒的传播，且在速度足够快时病毒感染者甚至能被清除出迁徙群体。为了揭示现象的背后机制，研究团队经过近一年的反复试错，选择暂停盲目的实验尝试，转而深入分析数学模型，将研究回归到理论指导实验的方向。

负责开展实验工作的论文第一作者、助理研究员张易说：“在分析数学模型中细菌的动力学过程中，我们发现在感染区和未感染区交界的区域，病毒感染者和健康宿主之间存在有序的空间位置分布差异这一关键因素。”

以往此类研究大多依赖流行病学调查及经验性理论，尚缺乏实验体系的验证。研究团队则突破性地运用合成生物学技术，巧妙利用实验室中常见的细菌——大肠杆菌及其病毒——M13噬菌体，构建了模拟“宿主-病毒”互相作用的实验室系统，利用数学模型预测及指导实验，成功在实验上印证了生态学中“迁徙淘汰”这一假说。这项研究不仅为解决其他病毒传播问题提供了新的策略和实验手段，还有望为公共卫生领域应对传染病的传播提供新思路。(完)