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基因组测序显示蝙蝠在6500万年里是如何战胜病毒的

收藏 打印 发给朋友 来源: 化石网 网站编辑:化石猎人
热度92票 浏览60次 时间:2020年7月25日 12:30
基因组测序显示蝙蝠在6500万年里是如何战胜病毒的

基因组测序显示蝙蝠在6500万年里是如何战胜病毒的(Credit: Brock and Sherri Fenton

(化石网报道)据中国科学报(文乐乐):蝙蝠一直在感染与新冠病毒相似的病毒,却没有任何已知症状。现在,对横跨蝙蝠家族树6个物种的基因组测序显示了它们在6500万年里是如何战胜病毒的。7月22日,相关成果发表于《自然》。

“这一成果是研究蝙蝠超级免疫系统的一个极好起点。”未参与该工作的研究蝙蝠进化的美国耶鲁大学博士后Laurel Yohe表示。

蝙蝠有1400多种,生活在除南极洲外的所有大陆上,重量从2克到1000多克不等,其中有些能活40多年——对这一体形的动物而言,这是很长的寿命。它们携带包括冠状病毒在内的不同种类病毒,却无不良影响。

为揭开蝙蝠的秘密,一个国际联盟于2017年启动了Bat1k计划,旨在对所有蝙蝠种群基因组进行测序。现在,其中的6个完成了。

相比以前测得的蝙蝠基因组,新测得的基因组更全面、准确。“这使研究人员能够将其与包括人类在内的其他动物进行比较。”未参与该研究的生态健康联盟疾病生态学家Jon Epstein说。

进一步分析显示,其他动物用于启动炎症反应抵御感染的10个基因在蝙蝠身上失效了。但是蝙蝠有抵御病毒基因的额外拷贝和修饰,这可能是它们对疾病有高耐受性的原因。此外,蝙蝠基因组里还有之前病毒感染留下的DNA片段,这些片段是病毒基因组复制时带来的。

“这些非蝙蝠的基因会留下记录……一份以前的‘感染日记’。”Yohe比喻道。

研究团队表示,这一“感染日记”显示随着时间的推移,蝙蝠的病毒感染可能比其他所有哺乳动物都多,它们甚至感染了被认为只攻击鸟类的病毒。

“研究结果表明,在病毒感染时,蝙蝠能比其他哺乳动物更有效地耐受和存活。”华盛顿大学进化生物学家Sharlene Santana说。

这项研究可能也会解决蝙蝠回声定位的进化起源问题。一些研究人员认为,回声定位在蝙蝠进化史上出现较晚,甚至可能进化了两次。但研究团队报告说,测序的5种蝙蝠拥有关于听觉的几种基因的相同版本,这表明这些版本可能是从蝙蝠祖先进化的。

Bat1k的研究人员计划明年对27个蝙蝠基因组进行测序。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2486-3

相关报道:研究揭示蝙蝠适应性进化

(化石网报道)据科学网小柯机器人:爱尔兰都柏林大学Emma C. Teeling、德国马克斯普朗克研究所Eugene W. Myers和Michael Hiller以及荷兰马克斯·普朗克心理语言学研究所Sonja C. Vernes团队合作取得新进展。六个参考质量的基因组揭示了蝙蝠适应性进化。2020年7月22日,《自然》发表了这一成果。

他们结合了长片段测序技术和最新的脚手架协议,生成了六个蝙蝠物种(Rhinolophus ferrumequinum,Rousettus aegyptiacus,Phyllostomus discolor,Myotis myotis,Pipistrellus kuhlii和Molossus molossus)的参考质量基因组。他们将“从基因组比对推断直系同源物工具”(TOGA)软件中的基因预测与从头和同源性基因预测以及短时和长时转录组相结合,以生成高度完整的基因注释。

为了解蝙蝠在Laurasiatheria中的系统发生位置,他们将几种系统发生方法应用于基因组直系同源的蛋白质编码和非编码区域的综合集,并确定了Scorotifera中蝙蝠的基础起源。他们的全基因组筛选,揭示了蝙蝠祖先分支中与听力相关的基因的阳性选择,这表明喉头回声定位是该进化枝的祖先特征。

他们发现免疫相关基因(包括促炎性NF-κB调节因子)的选择和缺失以及抗病毒APOBEC3基因的扩展,突出了可能有助于蝙蝠异常免疫的分子机制。多种病毒的基因组整合提供了蝙蝠对病毒感染的历史耐受性的基因组记录。

最后,他们发现和实验验证了microRNA中的蝙蝠特异性变异,它可能调控蝙蝠特异性基因表达程序。他们的参考质量蝙蝠基因组提供了发现和验证蝙蝠适应性基因组基础所需的资源,并激发了与人类健康和疾病直接相关的新研究途径。

据介绍,蝙蝠具有非凡的适应能力,包括飞行、回声定位、超长寿命和独特的免疫力。高质量的基因组对于理解这些特征的分子基础和进化至关重要。
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