[科普中国]-一步生长曲线

概述

利用烈性噬菌体的生活周期，可在实验室条件下获得噬菌体的生长曲线。具体操作是将适量病毒接种于高浓度敏感细胞培养物，或高倍稀释病毒细胞培养物，或以抗病毒血清处理病毒细胞培养物以建立同步感染，以感染时间为横坐标，病毒的效价为纵坐标，用来测定噬菌体侵染和成熟病毒体释放的时间间隔，并用以估计每个被侵染的细胞释放出来的新的噬菌体粒子数量的生长曲线，即为一步生长曲线(one-step growth curve)1。

一步生长曲线分为潜伏期、裂解期和平稳期。这一曲线对于了解和研究噬菌体的特性具有十分重要的意义。

一步生长曲线不同阶段潜伏期潜伏期（latent period）指噬菌体的核酸侵入宿主细胞以后至第一个成熟噬菌体粒子装配前的一段时间。它又可以分为两个阶段：1、隐晦期(eclipse phase)2：噬菌体在吸附和侵入寄主后，细胞内只出现噬菌体的核酸和蛋白质，还没有释放出噬菌体。在此期间如人为地用氯仿裂解解宿主细胞，此裂解液仍无侵染性。也就是说，这时细胞正处于复制噬菌体核酸和合成蛋白质衣壳的阶段；2、胞内累积期：即潜伏期的后期，指在隐晦期后，若人为地裂解细胞，其裂解液已呈现侵染性的一段时间，这意味着细胞内已经开始装配噬菌体粒子，此时电镜可以观察到。

裂解期紧接在潜伏期后的宿主细胞迅速裂解、溶液中噬菌体粒子急速增加的一个阶段。噬菌体或者其它病毒粒因只有个体装配而不能存在个体生长，再加上若宿主细胞裂解的突发性，因此，从理论上来说，其裂解是瞬间出现的。但是事实上因为宿主群体中各个细胞的裂解不可能是同步的，故出现较长的裂解期。

平稳期指感染后的宿主细胞已经全部裂解，溶液中噬菌体的数目达到最高峰，在这个时期，每一个宿主细胞释放的平均噬菌体粒子数即为裂解量。

实验方法一步生长曲线的实验方法如下：先把在对数期生长的敏感细菌悬浮液与适量的噬菌体混合，培养时将高浓度的敏感菌培养物与相应的噬菌体悬液以(10~100):1相混合。1这种比例可降低几个噬菌体同时侵染一个细菌细胞的几率。经数分钟培养，使噬菌体吸附在细菌上，混合液中加入一定量的该噬菌体的抗血清，以中和尚未吸附的噬菌体。然后再用新鲜培养液进行高倍稀释，以免发生第二次吸附和感染。培养后定时取样，将含噬菌体的样品与敏感细菌混合，在平板上培养，计算每个样品在培养基平板表面产生的噬菌斑数。结果可见，在吸附后的开始一段时间内（5～10min），噬菌斑数不见增加，说明噬菌体尚未完成复制和组装，这段时间称为噬菌体的潜伏期。紧接着在潜伏期后的一段时间（感染后20～30min），平板中的噬菌斑数突然直线上升，表示噬菌体已从寄主细胞中裂解释放出来，这段时间称为裂解期。每个被感染的细菌释放新的噬菌体的平均数称为裂解量。裂解量=裂解期平均噬菌斑数/潜伏期平均噬菌斑数1。当宿主全部裂解，溶液中的噬菌体的效价达到最高点时称为平稳期。

结论通过一步生长曲线可以得出病毒的潜伏期和裂解量。潜伏期是毒粒吸附细胞受到感染细胞释放出子代毒粒所需的最短时间。裂解量是每个受染细胞所产生的子代病毒颗粒的平均数目，其值等于稳定期受染细胞所释放的全部子代病毒数目除以潜伏期受染细胞的数目，即等于稳定期病毒效价与潜伏期病毒效价之比。