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哺乳动物DNA藏大量病毒“化石”

收藏 打印 发给朋友 来源: 化石网 网站编辑:化石猎人
热度47票 浏览10次 时间:2021年9月15日 15:50
哺乳动物DNA藏大量病毒“化石”

哺乳动物DNA藏大量病毒“化石”

哺乳动物DNA藏大量病毒“化石”

(化石网报道)据参考消息网:澳大利亚科学预警网站9月11日报道,人体的脱氧核糖核酸(DNA)库中有很大一部分由非编码基因构成。长期以来,这些非编码基因被认为是“垃圾DNA”。然而,最近一些发现显示,它们在哺乳动物身上其实存在很多用途。

一些非编码基因帮助形成DNA分子的结构,这样它们就可以整齐地被包裹在我们的细胞核内。另一些非编码基因则参与基因调控。如今,澳大利亚新南威尔士大学的研究人员在有袋哺乳动物的基因组中发现了这些非编码指令的另一种潜在用途。

据报道,一些曾经被认为是“垃圾”的基因序列,实际上是我们很久以前的祖先在受到病毒感染后遗留在自己DNA中的病毒碎片。每当你受到病毒感染,它就可能在你的DNA中留下它自身的一部分,如果这发生在卵子或精子细胞中,病毒的基因序列就会一代代传递下去。这些病毒碎片称为“内源性病毒成分”(EVE)。

人类基因组的8%由病毒DNA碎片构成。它们记录了我们在进化史上受到的各种病毒感染,犹如遗传记忆。

古病毒学家埃玛·哈丁说:“这些病毒碎片由于某种原因被保留下来。经过数百万年的进化,我们预计所有DNA都会改变,这些‘化石’却保存完好。”

为了弄清其中的原因,哈丁及其同事在13种有袋哺乳动物的基因组中寻找EVE。这些动物包括塔马尔沙袋鼠、袋獾和脂尾袋鼩。他们在所有取样的动物身上发现了来自三个病毒群体的EVE。这三个病毒群体包括博尔纳病毒家族、纤丝病毒家族和细小病毒家族。

哈丁说:“我发现的一种EVE来自博尔纳病毒家族,这类病毒在恐龙时代首次进入动物的DNA,那时南美和澳大利亚的陆地仍然结合在一起。”

令人惊讶的是,其中一些古老的病毒碎片仍会被转录成核糖核酸(RNA)。RNA转录通常在细胞中充当蛋白质模板。但在这个情况下,它们不会被翻译,从而实际上使它们成为非编码RNA。

这不会让它们变得毫无用处。非编码RNA参与多种细胞功能,包括其他基因中RNA转录的调控。

重要的是,人们已经知道,这种类型的RNA被用于履行多种细胞功能,包括调节RNA的生成,而且它还有助于植物和无脊椎动物抵御病毒。蝙蝠也拥有大量的“化石”病毒碎片,虽然它们携带的致命病毒会导致大多数其他哺乳动物死亡,它们却能存活下来。

研究人员对树袋熊进行了详细观察,发现有些EVE实际上被转录成了小的RNA分子。已知无脊椎动物身上的这些RNA小分子有抗病毒能力。

哈丁及其同事在《澳大利亚微生物学》杂志上写道:“这显示了一种令人好奇的可能性,即这种RNA防御系统——以前人们认为它在哺乳动物身上已被抛弃,取而代之的是干扰素系统——仍然是活跃的,保护着有袋动物的细胞。”

有袋动物发育期的大部分时间是在母亲的育儿袋内度过的。有些动物在出生时骨骼尚未充分发育——更别提拥有功能健全的免疫系统了。因此,研究人员怀疑,这种抗病毒防御系统对育儿至关重要。

哈丁说:“这可能是一种类似于疫苗接种的机制,却是代代相传而来。通过保存病毒‘化石’,细胞可以对未来的感染实现免疫。”她说:“如果我们能表明这发生在有袋哺乳动物身上,它或许也会发生在其他动物身上,包括人类。”
TAG: DNA 哺乳动物
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