遺傳“化石”揭示了草叢中的長(zhǎng)期病毒伙伴關(guān)系
根據(jù)一項(xiàng)新的PLOS病原體研究,包含在草基因組中的缺陷病毒可能適應(yīng)與其他基因組合并的病毒形成伙伴關(guān)系,以完成其生命周期。研究結(jié)果表明,合作伙伴病毒是一致發(fā)展的,使他們能夠長(zhǎng)期保持關(guān)系。
動(dòng)物,植物和真菌的基因組包含源自病毒的DNA片段,在感染后整合到古老的宿主基因組中,并傳遞給宿主后代。這些病毒“化石”提供了以進(jìn)化規(guī)模研究宿主細(xì)胞內(nèi)病毒之間相互作用的機(jī)會(huì)。
為了更好地理解病毒相互作用,日本北海道大學(xué)的孫璐辰和同事們專注于從禾本科草科的古草傳下來的病毒化石。具體而言,他們對(duì)稱為副反轉(zhuǎn)錄病毒(PRV)的病毒化石感興趣,這些病毒不會(huì)作為正常生命周期的一部分整合到宿主DNA中,但可能偶然會(huì)在宿主基因組中留下病毒“化石”,同時(shí)保留完成它們的能力。生命周期。”
研究人員測(cè)序并分析了整合到現(xiàn)代草基因組中的PRV化石,并鑒定了幾種不同的PRV物種,其中三種被發(fā)現(xiàn)有缺陷。這些有缺陷的物種缺乏編碼PRV所需蛋白質(zhì)的DNA,以共同選擇宿主細(xì)胞機(jī)器并制造病毒的新拷貝,從而完成病毒生命周期。
為了研究有缺陷的PRV如何能夠完成其生命周期,科學(xué)家分析了化石PRV序列之間的遺傳關(guān)系。他們發(fā)現(xiàn),一種有缺陷的PRV物種可能已進(jìn)化為與無缺陷物種形成共生關(guān)系,使其能夠使用無缺陷的蛋白質(zhì)機(jī)器來完成其生命周期。
有證據(jù)表明,另外兩種有缺陷的PRV可能已形成共生伙伴關(guān)系,每種物種都提供其他物種所缺乏的互補(bǔ)蛋白質(zhì)機(jī)制。
研究小組發(fā)現(xiàn),每個(gè)伙伴關(guān)系中的兩個(gè)物種經(jīng)常隨著時(shí)間的推移交換稱為非編碼調(diào)控序列(NRS)的DNA片段。這種協(xié)調(diào)一致的演變導(dǎo)致合作的物種共享高度相似的NRS,并且它似乎能夠隨著時(shí)間推移開發(fā)和維護(hù)伙伴關(guān)系。
“草基因組中的病毒化石顯示,由于通過與完整病毒或補(bǔ)充缺陷病毒的伙伴關(guān)系對(duì)功能缺陷進(jìn)行補(bǔ)償,有缺陷的副寄生病毒物種繁盛。”
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