就像微型機(jī)械修理店一樣，一些病毒也能在微型馬達(dá)幫助下實(shí)現(xiàn)自我組裝。如今，科學(xué)家已經(jīng)弄清楚病毒中自然分子馬達(dá)的結(jié)構(gòu)和工作原理。此發(fā)現(xiàn)將導(dǎo)致產(chǎn)生新的用藥辦法來對(duì)抗疾病，如由病毒引起的皰疹，因?yàn)檫@種致病病毒具有類似的分子馬達(dá)。

　　病毒不同于細(xì)菌和其它生命形式，它們只有在寄主細(xì)胞內(nèi)才能生長(zhǎng)和復(fù)制，離開寄主細(xì)胞就會(huì)死亡。

　　因此，確切知道它們?cè)谖覀內(nèi)梭w內(nèi)是如何繁衍壯大將是我們控制或摧毀它們的關(guān)鍵。為了解這一切，研究人員利用二種成像技術(shù)來觀察噬菌體T4病毒的情況。此T4病毒可以感染細(xì)菌，在這種情況下，T4病毒的寄主細(xì)菌是大腸桿菌。大腸桿菌在溫血?jiǎng)游锬c道內(nèi)普遍存在，通常無害，但一些變體能導(dǎo)致食物中毒。結(jié)果是，研究人員發(fā)現(xiàn)一個(gè)病毒在裝配時(shí)將DNA組裝進(jìn)其頭部（或稱殼體）的“分子馬達(dá)”。研究人員表示， DNA的組裝是病毒繁殖和感染新宿主的重要一步。而噬菌體T4病毒在將DNA插進(jìn)殼體時(shí)需要馬達(dá)的幫助。

　　研究人員還發(fā)現(xiàn)，封裝馬達(dá)是由兩個(gè)蛋白環(huán)狀結(jié)構(gòu)組成，這兩個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)含有5個(gè)由蛋白gp17組成的片斷。研究人員用X射線晶體學(xué)方法發(fā)現(xiàn)了這些蛋白片斷的原子結(jié)構(gòu)。他們還通過冷凍電子顯微鏡觀察了馬達(dá)環(huán)狀結(jié)構(gòu)的更詳細(xì)情況：一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)位于另一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)的上面，上部環(huán)狀結(jié)構(gòu)的每個(gè)蛋白片斷與下面環(huán)狀結(jié)構(gòu)的相應(yīng)片斷分享同一個(gè)gp17。一個(gè)gp17有兩個(gè)片斷，一個(gè)在底部環(huán)狀結(jié)構(gòu)，另一個(gè)在上面的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。其工作原理是：底部環(huán)狀結(jié)構(gòu)首先附著DNA ，然后由上面環(huán)狀結(jié)構(gòu)將它拉到上面，再將DNA推進(jìn)殼體。馬達(dá)的頂部環(huán)狀結(jié)構(gòu)則通過帶相反電荷的靜電作用向上拉動(dòng)底部環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

　　病毒由頭尾兩部分組成。封裝DNA的馬達(dá)位于尾部。在完成封裝后，大部分馬達(dá)會(huì)減少，使得尾部附著到殼體上。研究數(shù)據(jù)還顯示，馬達(dá)是通過兩種存在狀態(tài)――松弛和收縮來產(chǎn)生動(dòng)力。當(dāng)頂部環(huán)狀結(jié)構(gòu)吸引下面環(huán)狀結(jié)構(gòu)時(shí)就處于收縮狀態(tài)。研究人員發(fā)現(xiàn)T4 病毒的馬達(dá)非常強(qiáng)大，其動(dòng)力是汽車引擎的2倍，是肌肉肌球蛋白的20倍。為此，美國(guó)普渡大學(xué)和天主教大學(xué)的研究人員還形象地提出了馬達(dá)的一個(gè)工作原理，稱馬達(dá)的一部分像汽車引擎的活塞一樣運(yùn)動(dòng)，逐漸將遺傳物質(zhì)拖進(jìn)病毒的頭部。

　　DNA是由堿基對(duì)組成的螺旋結(jié)構(gòu)。在T4病毒中，其分子馬達(dá)將近17.1萬堿基對(duì)裝進(jìn)了其120納米×86納米大的頭部。相比之下，人類頭發(fā)直徑大約為8萬納米，而人體基因組大約有30億對(duì)堿基。由于皰疹病毒和其他一些病毒含有相似的DNA封裝馬達(dá)，這一發(fā)現(xiàn)將幫助科學(xué)家設(shè)計(jì)干擾這些馬達(dá)的藥物，以治療一些病毒感染。這一發(fā)現(xiàn)還有其他應(yīng)用前景，如開發(fā)當(dāng)前抗體的替代品。