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達爾文的兔子有助于解釋對粘液瘤病的反擊

2019-02-15 10:20:56 ? 來源：

在粘液瘤病使澳大利亞，英國和法國的兔子數(shù)量減少近七十年后，一項新的研究揭示了該物種如何通過自然選擇進化出對該疾病的遺傳抗性。對兔子 DNA 進行了前所未有的長達150年和數(shù)千英里的研究，揭示了該動物對抗致命粘液瘤病毒的遺傳基礎。利用最新技術，由劍橋大學和波爾圖CIBIO研究所領導的國際團隊從1865年至2013年的近200只兔子中提取DNA，其中包括Charles Darwin擁有的一只兔子。然后，科學家對近20,000個基因進行了測序，以確定自20世紀50年代粘液瘤病流行后出現(xiàn)的突變。

這項研究發(fā)表在今天的“ 科學 ”雜志上，該研究表明，澳大利亞，英國和法國的現(xiàn)代兔子通過相同的遺傳變化獲得了對粘液瘤病的抵抗力。科學家們還發(fā)現(xiàn)，這種抵抗力依賴于不同基因多重突變的累積影響。

第一作者喬爾·阿爾維斯說：“我們比較了20世紀50年代病毒爆發(fā)前收集的兔子與進化抗性的現(xiàn)代種群，并發(fā)現(xiàn)這三個國家的基因發(fā)生了變化。這些基因中的許多基因在兔子中起著關鍵作用。免疫系統(tǒng)。通常進化是通過單個基因的重大變化來實現(xiàn)的，但是我們的研究結果表明，對粘液瘤病的抵抗可能是通過遍布基因組的許多小影響而進化的。“

在IFN-α21A基因中發(fā)現(xiàn)了三個特別重要的突變，當檢測到病毒時，該突變在兔細胞中引發(fā)基于蛋白質的警報。在實驗室中，該團隊制作了20世紀50年代在兔子中發(fā)現(xiàn)的蛋白質形式，以及今天發(fā)現(xiàn)的不同形式。來自劍橋大學遺傳學系的資深作者弗朗西斯·吉金斯教授說：“我們將這些蛋白質與不同的病毒株進行了對抗，當我們在分子水平上看到這些年來兔子一直在反擊的時候。”

澳大利亞在1950年對一只失控的兔子群體釋放了粘液瘤病。據(jù)認為，18世紀50年代，英國定居者托馬斯·奧斯汀(Thomas Austin)將歐洲兔子引入該國。在一個世紀內，他們的數(shù)量達到了數(shù)億。該物種對澳大利亞的本土植物和動物造成了嚴重破壞，但在不到三個月的時間里，粘液瘤病蔓延了2000公里，造成99%的受感染動物死亡。1952年，這種病毒在法國被非法引入，并于1953年進入英國，導致這兩個國家的結果同樣具有破壞性。

科學家們很快就開始追蹤病毒和兔子的進化，并且在這三個國家中，他們觀察到死亡率大幅下降。他們的結論是，這是由于這種疾病變得毒性較小，而且兔子變得更具抵抗力。動物群體在感染易感性方面表現(xiàn)出相當大的遺傳變異，當暴露于新疾病時，其允許抗性的快速進化。20世紀50年代的流行病引發(fā)了一個特別激烈的自然選擇過程。這些初步研究結果已成為寄主 - 寄生蟲共同進化的教科書范例，但這項新研究提供了更詳細的兔子情況。

該團隊收集了英國，法國，澳大利亞和美國11個自然歷史博物館的歷史樣本。DNA測序的兔子之一屬于查爾斯達爾文，現(xiàn)在被安置在倫敦的自然歷史博物館(附圖)。喬爾·阿爾維斯說：“從如此多的長死兔子那里取樣并不容易。并不是所有的自然歷史博物館都會飼養(yǎng)兔子，因為它們與其他物種相比并不是很奇特。但我們合作的博物館做得很好。保持他們的標本保存數(shù)十年。這和新技術的可用性給了我們一個獨特的機會。“

在兔子群體在英國和歐洲大陸坍塌的時候，這項研究可能為動物的未來提供線索。研究小組發(fā)現(xiàn)，幫助兔子抵御粘液瘤病毒的蛋白質對一種叫做水皰性口炎的無關病毒也有抗病毒作用。來自波爾圖大學CIBIO的米格爾·卡內羅說：“在對抗粘液瘤的過程中，兔子可能會增加對其他病毒的抵抗力，包括兔子出血性疾病，這種疾病現(xiàn)在已經(jīng)殺死了許多動物。”

同時，粘液瘤仍然是對兔子的嚴重威脅。喬爾·阿爾維斯說：“病毒進化似乎正在尋找對抗我們觀察到的遺傳適應性的方法。最近發(fā)現(xiàn)的毒力最強的粘液瘤病毒株具有極強的免疫抑制作用。因此，軍備競賽還在繼續(xù)。”

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