大約1800萬年前，鼠耳蝙蝠的祖先“偷走”了與埃博拉有關(guān)的古老病毒的遺傳物質(zhì)。一項新的研究發(fā)現(xiàn)，盡管時間已經(jīng)過去，但拭子基因序列 - 一種叫做VP35的基因 - 在蝙蝠中基本保持完整，自從它被選擇后幾乎沒有變化。該研究還揭示了該基因在蝙蝠中的可能功能，表明它可能在調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)對威脅的反應(yīng)中發(fā)揮作用。

“我們正在使用多學(xué)科方法來了解哺乳動物共同選擇的病毒基因的進(jìn)化，結(jié)構(gòu)和功能，”布法羅大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家Derek J. Taylor博士說。“從進(jìn)化的角度來看，很少有人能夠真正看到這樣的病毒基因序列在哺乳動物宿主中保持完整。大多數(shù)這些東西隨著時間的推移而被侵蝕 - 它們被切碎并隨意移動。

“但VP35是高度保守的。它在我們所看到的所有蝙蝠中都是相似的，并且蝙蝠版本與你在現(xiàn)代埃博拉病毒和馬爾堡病毒中看到的非常接近。這種保護(hù)意味著該基因已被保存用于一個重要目的。”

在今天的埃博拉病毒和馬爾堡病毒中，VP35基因攜帶了構(gòu)建蛋白質(zhì)的說明，該蛋白質(zhì)可阻斷受感染動物的免疫反應(yīng)，使疾病得以持續(xù)。當(dāng)科學(xué)家在實驗室中使用人工合成技術(shù)制造蝙蝠VP35蛋白時，這些蛋白質(zhì)也起著免疫抑制劑的作用，但它們的效力低于病毒VP35s。

該研究回答了一些重要問題，但仍存在許多謎團(tuán)。例如：VP35基因在小鼠耳蝙蝠中是否有活性?小鼠耳蝙蝠會產(chǎn)生任何VP35蛋白嗎?如果蝙蝠確實制造VP35蛋白，為什么這有益?

“我們的研究探索了VP35的功能，但需要進(jìn)一步研究以確定具體的進(jìn)化益處，”泰勒說。“為什么這個基因長期保存?我們不太清楚答案，VP35可能還有一些我們尚未發(fā)現(xiàn)的蝙蝠功能。”

該研究將于7月24日發(fā)表在Cell Reports雜志上，佐治亞州立大學(xué)的Megan R. Edwards博士作為第一作者。該項目由佐治亞州立大學(xué)的Christopher F. Basler博士領(lǐng)導(dǎo);華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Daisy W. Leung博士;和泰勒，UB藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院的生物科學(xué)教授。

蝙蝠和致命病毒的相似之處和不同之處

為了解VP35的進(jìn)化歷史，該團(tuán)隊對來自Myotis屬(小鼠耳蝙蝠)的15種蝙蝠物種中的VP35序列進(jìn)行了比較，并利用這些序列重建了該蝙蝠前輩獲得的基因的古老版本。百萬年前。

該分析表明VP35在所有15種現(xiàn)代蝙蝠，現(xiàn)代埃博拉病毒和馬爾堡病毒以及重建的祖先基因中都非常相似。換句話說：在過去1800萬年中，VP35在病毒和鼠耳蝙蝠方面的變化非常小。支持這一結(jié)論的研究人員發(fā)現(xiàn)，Myotis VP35蛋白和埃博拉VP35蛋白的結(jié)構(gòu)在很多方面都是相似的。

盡管有這些相似之處，但蝙蝠和病毒形式的VP35在功能上有所不同。實驗室測試表明，蝙蝠VP35有助于抑制一種名為干擾素β的抗感染免疫蛋白的產(chǎn)生，但效果不如埃博拉和馬爾堡VP35。

“蝙蝠如何使用通常抑制干擾素的病毒基因?雖然我們不知道確切的答案，干擾素與炎癥有關(guān)，但事實證明，關(guān)閉炎癥反應(yīng)是免疫系統(tǒng)功能延長的重要方面炎癥可能對哺乳動物有害，“泰勒說。“因此，一種可能性就是蝙蝠招募了一種病毒抗炎基因，以加強(qiáng)對炎癥的控制。”

遺傳盜竊：它是如何發(fā)生的以及它為何重要

這項新研究的靈感部分源于泰勒先前關(guān)于VP35和其他“被盜”病毒基因的研究。被稱為非逆轉(zhuǎn)錄病毒整合的RNA病毒序列(NIRVs)，當(dāng)埃博拉病毒或馬爾堡病毒劫持宿主的遺傳機(jī)制進(jìn)行復(fù)制時，這些共同選擇的遺傳片段被意外插入受感染宿主的基因組中。

NIRV是一個信息金礦。泰勒是最早研究它們的科學(xué)家之一，稱它們?yōu)?ldquo;感染疤痕”并將它們比作“病毒化石記錄”：你可以對它們進(jìn)行調(diào)查，以了解有關(guān)病毒和宿主共同進(jìn)化的許多有趣內(nèi)容。

在先前的研究中，泰勒及其同事使用NIRV來證明，菲羅拉病毒 - 埃博拉和馬爾堡的家庭 - 是古老的。科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，有幾種哺乳動物攜帶VP35 NIRV，它最初是從古老的絲狀病毒中獲得的，與埃博拉和馬爾堡共同擁有共同的祖先。具有此NIRV的物種范圍從蝙蝠到倉鼠，田鼠和小袋鼠。

新項目建立在這項工作的基礎(chǔ)上，探索VP35的現(xiàn)代功能，并表明該基因通過鼠耳蝙蝠的進(jìn)化得到了細(xì)致的保護(hù)。

“NIRV可以告訴你一些關(guān)于病毒 - 宿主相互作用的時間尺度，他們可以告訴你什么類型的宿主受病毒影響，”泰勒說。“現(xiàn)在我們在本研究中使用它們來為功能研究提供信息.NIRVs是一個相當(dāng)新的研究領(lǐng)域，看到我們還能從中學(xué)到什么，這是令人興奮的。”