病毒化石揭示了我們的祖先如何消除古老的感染
科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大約1100萬(wàn)年前我們的祖先如何消滅了一種古老的逆轉(zhuǎn)錄病毒。逆轉(zhuǎn)錄病毒包括人類(lèi)免疫缺陷病毒(HIV),其性質(zhì)豐富。與其他通常不存在物理痕跡的病毒不同,逆轉(zhuǎn)錄病毒包括其生命周期中的一個(gè)步驟,其遺傳物質(zhì)被整合到宿主的基因組中。這種整合創(chuàng)造了已經(jīng)滅絕的逆轉(zhuǎn)錄病毒的遺傳化石記錄,這種記錄保存在現(xiàn)代生物的基因組中。
洛克菲勒大學(xué)和美國(guó)霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所(HHMI)的研究人員在eLife雜志上發(fā)表文章,探討如何消滅已滅絕的病毒譜系。為此,他們分析了人類(lèi)內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒T(HERV-T)留下的逆轉(zhuǎn)錄病毒化石,這種化石在我們的靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物祖先中復(fù)制了大約2500萬(wàn)年,然后在大約1100萬(wàn)年前被根除。
該團(tuán)隊(duì)與格拉斯哥大學(xué)的羅伯特·吉福德(Robert Gifford)合作,首次在舊世界猴子和猿類(lèi)基因組中編制了一份近乎完整的HERV-T化石目錄。然后他們重建了HERV-T逆轉(zhuǎn)錄病毒的外包膜蛋白 - 一種允許病毒顆粒與細(xì)胞結(jié)合并開(kāi)始病毒復(fù)制周期的蛋白質(zhì)。
“我們的分析首先表明HERV-T可能使用一種稱為MCT-1的細(xì)胞表面蛋白與細(xì)胞結(jié)合并感染古老的世界靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物,”第一作者Daniel Blanco-Melo說(shuō),他在洛克菲勒大學(xué)進(jìn)行了這項(xiàng)研究。但現(xiàn)在是紐約西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院的博士后研究員。
“接下來(lái),我們?cè)谌祟?lèi)基因組中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)特定的化石HERV-T基因,該基因編碼了一個(gè)意想不到的保存良好的包膜蛋白。這個(gè)基因在非原始人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物基因組中不存在,但被整合到一個(gè)祖先原始人類(lèi)基因組中,大約在1300萬(wàn)到1900萬(wàn)我們相信它的功能可能已經(jīng)在此時(shí)轉(zhuǎn)換,因此可以通過(guò)導(dǎo)致細(xì)胞表面MCT-1耗盡來(lái)阻止感染。“
總之,這些研究結(jié)果表明,使用MCT-1作為受體,HERV-T開(kāi)始滲入靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物種系(一系列被視為持續(xù)通過(guò)生物的連續(xù)世代的細(xì)胞)。祖先人類(lèi)后來(lái)進(jìn)化出一種防御機(jī)制,他們將HERV-T基因轉(zhuǎn)換為抗自身的抗病毒基因。
“從廣義上講,這項(xiàng)研究表明,如何分析病毒化石可以提供對(duì)遙遠(yuǎn)過(guò)去發(fā)生的事件的深入了解,”洛杉磯大學(xué)HHMI研究員和逆轉(zhuǎn)錄病毒學(xué)教授Paul Bieniasz說(shuō)。“特別是,它代表了病毒本身如何提供動(dòng)物用來(lái)對(duì)抗它們的遺傳物質(zhì)的一個(gè)例子,有時(shí)導(dǎo)致它們自身滅絕。”
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