病毒在人類的進(jìn)化過程中起著重要作用，那新冠病毒呢？

原標(biāo)題：病毒在人類的進(jìn)化過程中起著重要作用，那新冠病毒呢？

目前，全世界都在努力地控制不斷擴(kuò)散的新冠病毒大流行，而《自然結(jié)構(gòu)與分子生物學(xué)》(NatureStructural&MolecularBiology)的一項(xiàng)新研究顯示，病毒在哺乳動物的繁殖和生存能力的進(jìn)化過程中也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

辛辛那提兒童圍產(chǎn)期研究所和日本Azabu大學(xué)的科學(xué)家通過研究實(shí)驗(yàn)室小鼠和人類生殖系細(xì)胞獲得了他們的這些數(shù)據(jù)。

在同一版本的雜志上發(fā)表的兩篇獨(dú)立的論文中，他們揭示了生殖系轉(zhuǎn)錄組的兩個不同基本過程。他們還表明，物種特異性轉(zhuǎn)錄組是由哺乳動物生殖系的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒進(jìn)行微調(diào)的。

生殖系轉(zhuǎn)錄組包括生殖系細(xì)胞中所有的信使RNA，這些信使RNA中含有物種交配時作為遺傳物質(zhì)傳給后代的一半雄性或雌性染色體。這意味著生殖系轉(zhuǎn)錄組定義了精子和卵子的獨(dú)特特征。

據(jù)辛辛那提兒童醫(yī)院生殖科學(xué)部的科學(xué)家、論文的主要研究者SatoshiNamekawa博士說，雖然這兩項(xiàng)研究是分開的，但它們可以相互補(bǔ)充。

Maezawa和Sakashita等人的一篇論文探討了超級增強(qiáng)子，即基因組中強(qiáng)大且在進(jìn)化方面很保守的基因調(diào)控器。當(dāng)精子開始形成時，它們會刺激一個嚴(yán)格調(diào)控的關(guān)鍵種系基因變異，”Namekawa說。

Sakashita等人的第二項(xiàng)研究則涉及到作為另一種增強(qiáng)子的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒，它會驅(qū)動新進(jìn)化基因的表達(dá)，這有助于在人類、老鼠等哺乳動物中對物種特異性轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行微調(diào)。

臨床意義

根據(jù)研究作者的說法，這些研究對臨床實(shí)踐具有重要的潛在影響，這些作者來自多個學(xué)科，包括發(fā)展生物學(xué)家、生物信息學(xué)家和免疫生物學(xué)家等。男性精子形成中的基因表達(dá)異常與男性不育和出生缺陷密切相關(guān)。

研究人員報(bào)告說，病毒可以顯著地影響基因表達(dá)，特別是作為哺乳動物生物學(xué)固有組成部分的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒(ERVs)。ERVs是逆轉(zhuǎn)錄病毒的分子殘留物，逆轉(zhuǎn)錄病毒會感染人體，并隨著時間的推移融入人體的基因組。

Namekawa解釋說：“我們從研究中了解到，一般來說，病毒在推動進(jìn)化中扮演著重要角色。從長期來看，病毒對我們的基因組和塑造進(jìn)化有積極的影響�！�

超級增強(qiáng)子開關(guān)

Maezawa和Sakashita等人將小鼠模型和人類生殖系細(xì)胞的生物學(xué)測試與計(jì)算生物學(xué)相結(jié)合了起來，包括生殖系細(xì)胞基因調(diào)控器的全基因組圖譜分析。

這些測試表明，在生殖細(xì)胞進(jìn)入減數(shù)分裂(一種產(chǎn)生生殖細(xì)胞單倍體基因組的特殊細(xì)胞分裂形式)后，超級增強(qiáng)子的全基因組重組就會驅(qū)動生殖細(xì)胞系基因表達(dá)的爆發(fā)。

該研究進(jìn)一步證明了超級增強(qiáng)子轉(zhuǎn)換在生殖細(xì)胞中發(fā)生的分子過程。超級增強(qiáng)子由兩個作為基因突變控制開關(guān)的分子調(diào)控，這兩個分子是轉(zhuǎn)錄因子A-MYB和SCML2，SCML2是精子形成中的關(guān)鍵沉默蛋白。

TEs和跳躍基因

內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒是一組轉(zhuǎn)位因子(TEs)，它是一種可移動的遺傳因子，約占給定哺乳動物基因組的40-50%。TEs也被稱為“跳躍基因”，長期以來一直被認(rèn)為是遺傳威脅，因?yàn)榛�因移位可能是有害的，例如，這個過程會破壞蛋白質(zhì)編碼基因。

在20世紀(jì)50年代，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)TEs可以作為基因調(diào)控器，在這個基礎(chǔ)上，Namekawa和他的合作者(Sakashita等人)得出的數(shù)據(jù)顯示，內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒驅(qū)動的機(jī)制有助于對物種特異性轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行微調(diào)。

編譯/前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人APP資訊組

原文鏈接：https：//phys.org/news/2020-09-viruses-critical-role-evolution-survival.html