訊(記者 姜燕)病毒與宿主在漫長的最新種多演化過程中的相互作用,會(huì)對(duì)宿主產(chǎn)生深遠(yuǎn)的研究樣化影響。北京時(shí)間4月12日,科學(xué)我國科學(xué)家發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于古病毒影響鳥類物種演化的現(xiàn)病研究。該研究發(fā)現(xiàn)古老病毒曾經(jīng)插入到鳥類DNA里,毒助并伴隨著雀形目鳥類物種大爆發(fā)在鳥類宿主里不斷增殖,力鳥類物而鳥類不僅可以高效的最新種多清除掉這些增殖的病毒DNA,并還可能利用殘余的研究樣化病毒來源序列調(diào)控自身的基因表達(dá)。該成果已經(jīng)發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》??茖W(xué)
圖說:HVC、現(xiàn)病RA和X是毒助鳴禽鳴唱控制通路的相關(guān)腦區(qū),在斑胸草雀大腦的力鳥類物HVC區(qū)和RA區(qū)中都檢測到了ITGA2基因的高表達(dá) 陳星等 繪
“包括了黃鸝、金絲雀、最新種多柳鶯、研究樣化百靈等鳥類在內(nèi)的科學(xué)雀形目是當(dāng)代鳥類中最多樣化的目級(jí)類群,有6600多個(gè)物種,大約占鳥類物種總數(shù)的60%。其中,有大約三分之二的雀形目鳥類因善于鳴唱而被稱為鳴禽?!闭撐牡谝蛔髡?、中國科學(xué)院大學(xué)博士研究生陳光霽告訴記者?!叭感文盔B類在距今約2240萬年前發(fā)生了快速的輻射性演化事件,奠定了當(dāng)代物種多樣性的格局,我們發(fā)現(xiàn)在雀形目鳥類物種多樣性的形成過程中可能有古老的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒的參與?!?br/>
“某些逆轉(zhuǎn)錄病毒在感染了宿主細(xì)胞以后,有一定的概率將自己的全部或部分DNA序列插入到宿主的基因組中,從而留下感染的痕跡。如果這些序列插入了宿主生殖細(xì)胞的DNA中,就有可能會(huì)遺傳給后代。而且這些病毒序列可以轉(zhuǎn)錄表達(dá),并在宿主細(xì)胞中發(fā)揮功能,所以被稱為內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒。在漫長的演化過程中,其中一類內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒K的序列元件廣泛的存在于雀形目鳥類基因組中,而且越是近期產(chǎn)生的物種,這類序列的拷貝數(shù)越多,”論文通訊作者、浙江大學(xué)生命演化研究中心、良渚實(shí)驗(yàn)室的研究員馮少鴻進(jìn)一步解釋?!拔覀冞@次在雀形目鳥類中發(fā)現(xiàn)了許多內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒K(ERVK)的單獨(dú)散在長末端重復(fù)序列(Solo-LTRs)元件。它們插入在了雀形目鳥類基因組的不同位置,大量的呈現(xiàn)為物種間共有情況與部分物種特有的現(xiàn)象,提示著它們?cè)谶@類鳥的物種分化事件里不斷影響著宿主的基因組格局;時(shí)至今日,這類內(nèi)源性病毒序列還在群體里不斷增殖。”
圖說:逆轉(zhuǎn)錄病毒的內(nèi)源化過程:綁定、釋放、逆轉(zhuǎn)錄與整合。(編輯自Dopkins and Nixon,2024)
同時(shí),值得注意的是,在約2240萬年前的古近紀(jì)-新近紀(jì)界限時(shí)期,內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒K不僅在雀形目鳥類里爆發(fā)性出現(xiàn),同時(shí)期也侵入了我們靈長類和其他多個(gè)動(dòng)物類群的基因組中。據(jù)介紹,盡管這些序列元件是古病毒感染宿主留下的“遺跡”,絕大多數(shù)已不再有完整的病毒基因功能,有些殘余序列卻演化出了調(diào)控鳥類基因表達(dá)開關(guān)的功能。“我們發(fā)現(xiàn),雀形目鳥類中多個(gè)基因的表達(dá),可能受到了ERVK Solo-LTRs序列元件的調(diào)控?!标惞忪V說,“通過對(duì)雀形目鳥類和非雀形目鳥類物種大腦基因表達(dá)的比較,我們發(fā)現(xiàn)ITGA2基因在雀形目鳥類發(fā)聲學(xué)習(xí)有關(guān)的腦區(qū)高度表達(dá),而在非雀形目鳥類中卻有較低的表達(dá)量。在雀形目中該基因上游區(qū)域插入了一段病毒來源序列,這一序列可能對(duì)該基因的表達(dá)起到了順式調(diào)控的作用?!?br/>
“該發(fā)現(xiàn)不僅豐富了人們對(duì)古病毒序列在鳥類物種演化中的作用的認(rèn)知,也為古病毒序列調(diào)控宿主基因功能從而影響宿主演化提供了一個(gè)例證?!瘪T少鴻說。