古代病毒防御考拉對(duì)抗新的病毒攻擊

人類基因組充滿了內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒 - 一小部分降解的，通常無(wú)害的逆轉(zhuǎn)錄病毒DNA通過幾代傳代，以及我們自己的遺傳信息。因?yàn)榇蠖鄶?shù)內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒已經(jīng)成為我們DNA的一部分已有數(shù)百萬(wàn)年，科學(xué)家們無(wú)法解釋它們是如何從它們的致病性，致病形式轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;垃圾DNA”的惰性位，其中大部分都是今天。今天發(fā)表在PNAS期刊上的一項(xiàng)新研究向考拉尋求答案。

“在人類中，最年輕的已知內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒組大約有500萬(wàn)年的歷史。這使得很難分辨出發(fā)生了什么。但考拉是少數(shù)幾種已知由逆轉(zhuǎn)錄病毒持續(xù)侵入種系的物種之一，”阿爾弗雷德羅卡說，他是該研究的作者之一，也是伊利諾伊大學(xué)動(dòng)物科學(xué)系的副教授。

與其他病毒一樣，逆轉(zhuǎn)錄病毒首先從外部攻擊。它們進(jìn)入體內(nèi)，與細(xì)胞融合以釋放其內(nèi)容物，并將其DNA片段插入宿主的遺傳密碼中，劫持宿主的DNA復(fù)制機(jī)器以制作更多自身拷貝。

但是，如果他們找到進(jìn)入精子和卵細(xì)胞的途徑，逆轉(zhuǎn)錄病毒基因可以傳遞給宿主的后代，成為生殖基因組的永久部分，也稱為種系。

早期，新的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒可能繼續(xù)復(fù)制，對(duì)宿主造成災(zāi)難性后果。但隨著時(shí)間的推移，這些序列會(huì)停止編碼引起疾病的逆轉(zhuǎn)錄病毒，而是變成惰性的“垃圾DNA”。到目前為止，科學(xué)家只能猜測(cè)為什么以及如何發(fā)生這種情況。

“我們認(rèn)為外部病毒的壓力是制造大量的自身拷貝并感染更多的個(gè)體。但是一旦病毒成為宿主種系的一部分，壓力就會(huì)因?yàn)樾枰拗鞫x開宿主。重現(xiàn)序列，“羅卡說。“它必須發(fā)揮得很好，否則就會(huì)消失。問題是這個(gè)過程是如何發(fā)生的?”

由于考拉逆轉(zhuǎn)錄病毒仍然相對(duì)年輕 - 不到5萬(wàn)年 - 而且還沒有在考拉基因組內(nèi)的固定位置，科學(xué)家們可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)它與考拉基因組的相互作用。

令人驚訝的是，考拉基因組正在著火著火。

研究人員發(fā)現(xiàn)，一種古老而無(wú)關(guān)的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒元件通過重組將其自身插入新的逆轉(zhuǎn)錄病毒中，使其失活。重組序列不編碼任何東西，而不是編碼重組成感染性逆轉(zhuǎn)錄病毒的蛋白質(zhì)。

“我們可能已經(jīng)找到了宿主的分子防御機(jī)制的證據(jù)，這些機(jī)制可以抵抗新的逆轉(zhuǎn)錄病毒攻擊，由更古老的逆轉(zhuǎn)錄病毒元素介導(dǎo)，”柏林動(dòng)物和野生動(dòng)物研究萊布尼茨研究所的研究員，該研究的第一作者UlrikeLöber說。

萊布尼茲研究所的亞歷克斯格林伍德領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。他補(bǔ)充說：“這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了我們對(duì)野生動(dòng)物中逆轉(zhuǎn)錄病毒的多樣性和宿主知之甚少。考拉，一種通常與生物醫(yī)學(xué)突破無(wú)關(guān)的物種，正在為形成8%人類基因組的過程提供關(guān)鍵見解，并且很可能向我們展示了數(shù)百萬(wàn)年前逆轉(zhuǎn)錄病毒侵入人類種系時(shí)發(fā)生的事情。“

不幸的是，對(duì)于考拉來(lái)說，考拉逆轉(zhuǎn)錄病毒的完全降解可能需要非常長(zhǎng)的時(shí)間 - 可能在數(shù)十萬(wàn)年。與此同時(shí)，大多數(shù)考拉，尤其是澳大利亞北部的考拉，將繼續(xù)遭受逆轉(zhuǎn)錄病毒相關(guān)的癌癥和免疫抑制，導(dǎo)致衣原體等繼發(fā)性疾病。

但是，雖然正在進(jìn)行病毒與病毒之間的戰(zhàn)斗，但科學(xué)家可能會(huì)提供幫助。

“完整的考拉基因組有助于證明單個(gè)考拉可以在其基因組中插入多達(dá)一百多個(gè)考拉逆轉(zhuǎn)錄病毒。這些信息將使我們能夠確定哪些菌株更危險(xiǎn)并協(xié)助開發(fā)考拉逆轉(zhuǎn)錄病毒疫苗，“該研究的共同作者，澳大利亞博物館的麗貝卡約翰遜說，他領(lǐng)導(dǎo)了最近對(duì)考拉基因組進(jìn)行測(cè)序的努力。

文章“在種系侵入的早期階段通過重組降解和再活化內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒”發(fā)表在“美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊”上。

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