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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
關於病毒如何感染單一細胞並成功複製，人們已經有了很多了解。植物和動物宿主的疾病進展模式，例如病毒滴度和症狀的出現，也得到了詳細描述。另一方面，人們對病毒感染期間中間水平發生的情況知之甚少。在這裡，我們使用流式細胞儀，一種快速測量大量單一細胞的技術，以量化不同葉子和不同時間被植物病毒感染的細胞數量。我們發現很少細胞被感染，通常只有一到兩個病毒顆粒引發細胞感染。此外，來自受感染細胞的病毒只會感染一到兩個其他細胞。因此，儘管病毒在細胞內以天文數字的速度複製，但它們在單一細胞之間的傳播速度可能要慢得多。多細胞生物不是燒瓶中的單層細胞；這是一個複雜的空間結構環境，為病毒的繁殖提供了挑戰和機會。儘管宿主和細胞內水平的病毒感染動態已被記錄，但細胞間水平的中間水平仍然知之甚少。在這裡，我們使用流式細胞儀來測量病毒感染植物中數千個單一細胞的感染狀態。這種方法使我們能夠準確地確定同一宿主中兩種病毒變異體在病毒定植宿主時的空間和時間上感染的細胞數量。我們發現細胞感染的整體頻率較低（<0.3），且很少有細胞被兩種病毒變異體同時感染（<0.1）。然後我們估計了細胞傳染率（R），即每個受感染細胞每天的繼發性感染數量。 R 的範圍為 2.43 到與零沒有顯著差異的值，並且通常隨著時間的推移而下降。細胞感染複數（MOI）（感染細胞的病毒粒子數量）的估計較低（<1.5）。病毒基因型頻率的變異從葉片到細胞層面急劇增加，與低 MOI 一致。最後，葉子定植的容易程度以及有效定殖葉子的病毒粒子的數量存在依賴葉子的差異。感染模式的建模表明，病毒感染細胞的聚集在限制傳播方面發揮關鍵作用。與植物病毒的細胞間運動可導致感染斑塊的觀察結果相符。我們的結果表明，病毒在細胞間層級的擴增受到限制，可能是由於宿主環境和病毒感染本身。