科學家們早在3000萬年前就發(fā)現(xiàn)了古代病毒的歷史
來自美國波士頓學院的研究人員揭示了一組古老的逆轉錄病毒的全球傳播,這些逆轉錄病毒在大約1500萬至3000萬年前影響了50種現(xiàn)代哺乳動物的祖先中的28種。逆轉錄病毒在自然界中是豐富的,包括人免疫缺陷病毒(HIV-1和-2)和人T細胞白血病病毒??茖W家們發(fā)表在eLife雜志上的關于這些病毒的特定組合的調查結果顯示它們影響了廣泛的宿主,包括食肉動物,嚙齒動物和靈長類動物。
這些古代哺乳動物中ERV-Fc的分布表明病毒傳播到除南極洲和澳大利亞之外的每個大陸,并且它們從一個物種跳到另一個物種超過20次。
該研究還將ERV-Fc的起源至少放在漸新世時代的開始階段,這一時期的全球性變化引起了冰河時代的氣候變冷。這一時期出現(xiàn)了大片草原,大型哺乳動物成為世界上最主要的動物群。“病毒已與我們在一起數(shù)十億年,并存在于生命所在的各個地方。因此,它們對所有生物的生態(tài)和進化產生重大影響,從細菌到人類,”共同作者,生物學教授Welkin Johnson說。在波士頓學院,他的團隊進行了研究。
“不幸的是,病毒不會留下化石,這意味著我們對它們的起源和進化知之甚少。然而,在數(shù)百萬年的過程中,病毒基因序列在生物體(包括人類)的DNA基因組中積累,并且可以服務作為探索病毒及其宿主自然歷史的分子“化石”。“
使用這種“化石”殘余物,該團隊試圖揭示ERV-Fc的自然歷史。他們特別好奇地知道在古代世界中發(fā)現(xiàn)這些病原體的時間和地點,它們感染的物種,以及它們如何適應它們的哺乳動物寄主。
為此,他們首先對ERV-Fc基因座的哺乳動物基因組序列數(shù)據(jù)庫進行了詳盡的搜索,然后比較了恢復的序列。對于具有足夠ERV-Fc序列的每個基因組,他們重建了代表病毒的蛋白質序列,該病毒定殖于該特定物種的祖先。然后將這些序列用于推斷ERV-Fc相關病毒的自然歷史和進化關系。
這些研究還使研究小組能夠確定這些病毒基因的進化變化模式,反映出它們對不同種類哺乳動物宿主的適應性。
也許最有趣的是,研究人員發(fā)現(xiàn)這些病毒經?;ハ嘟粨Q基因和其他病毒,這表明基因重組在其進化成功中發(fā)揮了重要作用。
“哺乳動物基因組包含數(shù)十萬種類似于ERV-Fc的古老病毒化石,”馬薩諸塞大學的主要作者William E. Diehl說道,他在波士頓學院擔任博士后研究員。
“現(xiàn)在的挑戰(zhàn)是如何利用古老的病毒序列回顧過去,這可能對預測新出現(xiàn)的病毒感染的長期后果具有洞察力。例如,我們可以評估艾滋病毒對人類健康的影響3000萬從現(xiàn)在開始,這種方法將使我們能夠更好地了解新病毒出現(xiàn)的時間和原因以及與它們的長期接觸如何影響宿主生物的進化。“
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