科學(xué)家們?cè)缭?000萬(wàn)年前就發(fā)現(xiàn)了古代病毒的歷史

來(lái)自美國(guó)波士頓學(xué)院的研究人員揭示了一組古老的逆轉(zhuǎn)錄病毒的全球傳播，這些逆轉(zhuǎn)錄病毒在大約1500萬(wàn)至3000萬(wàn)年前影響了50種現(xiàn)代哺乳動(dòng)物的祖先中的28種。逆轉(zhuǎn)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(xì)胞白血病病毒?？茖W(xué)家們發(fā)表在eLife雜志上的關(guān)于這些病毒的特定組合的調(diào)查結(jié)果顯示它們影響了廣泛的宿主，包括食肉動(dòng)物，嚙齒動(dòng)物和靈長(zhǎng)類動(dòng)物。

這些古代哺乳動(dòng)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(gè)大陸，并且它們從一個(gè)物種跳到另一個(gè)物種超過(guò)20次。

該研究還將ERV-Fc的起源至少放在漸新世時(shí)代的開始階段，這一時(shí)期的全球性變化引起了冰河時(shí)代的氣候變冷。這一時(shí)期出現(xiàn)了大片草原，大型哺乳動(dòng)物成為世界上最主要的動(dòng)物群。“病毒已與我們?cè)谝黄饠?shù)十億年，并存在于生命所在的各個(gè)地方。因此，它們對(duì)所有生物的生態(tài)和進(jìn)化產(chǎn)生重大影響，從細(xì)菌到人類，”共同作者，生物學(xué)教授Welkin Johnson說(shuō)。在波士頓學(xué)院，他的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了研究。

“不幸的是，病毒不會(huì)留下化石，這意味著我們對(duì)它們的起源和進(jìn)化知之甚少。然而，在數(shù)百萬(wàn)年的過(guò)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(wù)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(tuán)隊(duì)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(shí)間和地點(diǎn)，它們感染的物種，以及它們?nèi)绾芜m應(yīng)它們的哺乳動(dòng)物寄主。

為此，他們首先對(duì)ERV-Fc基因座的哺乳動(dòng)物基因組序列數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了詳盡的搜索，然后比較了恢復(fù)的序列。對(duì)于具有足夠ERV-Fc序列的每個(gè)基因組，他們重建了代表病毒的蛋白質(zhì)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(guān)病毒的自然歷史和進(jìn)化關(guān)系。

這些研究還使研究小組能夠確定這些病毒基因的進(jìn)化變化模式，反映出它們對(duì)不同種類哺乳動(dòng)物宿主的適應(yīng)性。

也許最有趣的是，研究人員發(fā)現(xiàn)這些病毒經(jīng)?；ハ嘟粨Q基因和其他病毒，這表明基因重組在其進(jìn)化成功中發(fā)揮了重要作用。

“哺乳動(dòng)物基因組包含數(shù)十萬(wàn)種類似于ERV-Fc的古老病毒化石，”馬薩諸塞大學(xué)的主要作者William E. Diehl說(shuō)道，他在波士頓學(xué)院擔(dān)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(guò)去，這可能對(duì)預(yù)測(cè)新出現(xiàn)的病毒感染的長(zhǎng)期后果具有洞察力。例如，我們可以評(píng)估艾滋病毒對(duì)人類健康的影響3000萬(wàn)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(shí)間和原因以及與它們的長(zhǎng)期接觸如何影響宿主生物的進(jìn)化。“

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