大約1800萬(wàn)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(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)，盡管時(shí)間已經(jīng)過(guò)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(méi)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(duì)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(lái)了解哺乳動(dòng)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(shuō)。“從進(jìn)化的角度來(lái)看，很少有人能夠真正看到這樣的病毒基因序列在哺乳動(dòng)物宿主中保持完整。大多數(shù)這些東西隨著時(shí)間的推移而被侵蝕 - 它們被切碎并隨意移動(dòng)。

“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(gè)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(shuō)明，該蛋白質(zhì)可阻斷受感染動(dòng)物的免疫反應(yīng)，使疾病得以持續(xù)。當(dāng)科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中使用人工合成技術(shù)制造蝙蝠VP35蛋白時(shí)，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(wèn)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(huì)產(chǎn)生任何VP35蛋白嗎?如果蝙蝠確實(shí)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(shuō)。“為什么這個(gè)基因長(zhǎng)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(xiàng)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(duì)對(duì)來(lái)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(wàn)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(shuō)：在過(guò)去1800萬(wàn)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(shí)驗(yàn)室測(cè)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(shí)證明，關(guān)閉炎癥反應(yīng)是免疫系統(tǒng)功能延長(zhǎng)的重要方面炎癥可能對(duì)哺乳動(dòng)物有害，“泰勒說(shuō)。“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(duì)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(xiàng)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(chēng)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(shí)，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(gè)信息金礦。泰勒是最早研究它們的科學(xué)家之一，稱(chēng)它們?yōu)?ldquo;感染疤痕”并將它們比作“病毒化石記錄”：你可以對(duì)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(lái)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(dòng)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(cāng)鼠，田鼠和小袋鼠。

新項(xiàng)目建立在這項(xiàng)工作的基礎(chǔ)上，探索VP35的現(xiàn)代功能，并表明該基因通過(guò)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(shí)間尺度，他們可以告訴你什么類(lèi)型的宿主受病毒影響，”泰勒說(shuō)。“現(xiàn)在我們?cè)诒狙芯恐惺褂盟鼈儊?lái)為功能研究提供信息.NIRVs是一個(gè)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。”