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蝙蝠有一个从古老的埃博拉病毒中剔除的基因

2019-04-07 10:06:35 • 来源：

大约1800万年前，鼠耳蝙蝠的祖先“偷走”了与埃博拉有关的古老病毒的遗传物质。一项新的研究发现，尽管时间已经过去，但拭子基因序列 - 一种叫做VP35的基因 - 在蝙蝠中基本保持完整，自从它被选择后几乎没有变化。该研究还揭示了该基因在蝙蝠中的可能功能，表明它可能在调节免疫系统对威胁的反应中发挥作用。

蝙蝠有一个从古老的埃博拉病毒中剔除的基因

“我们正在使用多学科方法来了解哺乳动物共同选择的病毒基因的进化，结构和功能，”布法罗大学进化生物学家Derek J. Taylor博士说。“从进化的角度来看，很少有人能够真正看到这样的病毒基因序列在哺乳动物宿主中保持完整。大多数这些东西随着时间的推移而被侵蚀 - 它们被切碎并随意移动。

“但VP35是高度保守的。它在我们所看到的所有蝙蝠中都是相似的，并且蝙蝠版本与你在现代埃博拉病毒和马尔堡病毒中看到的非常接近。这种保护意味着该基因已被保存用于一个重要目的。”

在今天的埃博拉病毒和马尔堡病毒中，VP35基因携带了构建蛋白质的说明，该蛋白质可阻断受感染动物的免疫反应，使疾病得以持续。当科学家在实验室中使用人工合成技术制造蝙蝠VP35蛋白时，这些蛋白质也起着免疫抑制剂的作用，但它们的效力低于病毒VP35s。

该研究回答了一些重要问题，但仍存在许多谜团。例如：VP35基因在小鼠耳蝙蝠中是否有活性?小鼠耳蝙蝠会产生任何VP35蛋白吗?如果蝙蝠确实制造VP35蛋白，为什么这有益?

“我们的研究探索了VP35的功能，但需要进一步研究以确定具体的进化益处，”泰勒说。“为什么这个基因长期保存?我们不太清楚答案，VP35可能还有一些我们尚未发现的蝙蝠功能。”

该研究将于7月24日发表在Cell Reports杂志上，佐治亚州立大学的Megan R. Edwards博士作为第一作者。该项目由佐治亚州立大学的Christopher F. Basler博士领导;华盛顿大学医学院的Daisy W. Leung博士;和泰勒，UB艺术与科学学院的生物科学教授。

蝙蝠和致命病毒的相似之处和不同之处

为了解VP35的进化历史，该团队对来自Myotis属(小鼠耳蝙蝠)的15种蝙蝠物种中的VP35序列进行了比较，并利用这些序列重建了该蝙蝠前辈获得的基因的古老版本。百万年前。

该分析表明VP35在所有15种现代蝙蝠，现代埃博拉病毒和马尔堡病毒以及重建的祖先基因中都非常相似。换句话说：在过去1800万年中，VP35在病毒和鼠耳蝙蝠方面的变化非常小。支持这一结论的研究人员发现，Myotis VP35蛋白和埃博拉VP35蛋白的结构在很多方面都是相似的。

尽管有这些相似之处，但蝙蝠和病毒形式的VP35在功能上有所不同。实验室测试表明，蝙蝠VP35有助于抑制一种名为干扰素β的抗感染免疫蛋白的产生，但效果不如埃博拉和马尔堡VP35。

“蝙蝠如何使用通常抑制干扰素的病毒基因?虽然我们不知道确切的答案，干扰素与炎症有关，但事实证明，关闭炎症反应是免疫系统功能延长的重要方面炎症可能对哺乳动物有害，“泰勒说。“因此，一种可能性就是蝙蝠招募了一种病毒抗炎基因，以加强对炎症的控制。”

遗传盗窃：它是如何发生的以及它为何重要

这项新研究的灵感部分源于泰勒先前关于VP35和其他“被盗”病毒基因的研究。被称为非逆转录病毒整合的RNA病毒序列(NIRVs)，当埃博拉病毒或马尔堡病毒劫持宿主的遗传机制进行复制时，这些共同选择的遗传片段被意外插入受感染宿主的基因组中。

NIRV是一个信息金矿。泰勒是最早研究它们的科学家之一，称它们为“感染疤痕”并将它们比作“病毒化石记录”：你可以对它们进行调查，以了解有关病毒和宿主共同进化的许多有趣内容。

在先前的研究中，泰勒及其同事使用NIRV来证明，菲罗拉病毒 - 埃博拉和马尔堡的家庭 - 是古老的。科学家们还发现，有几种哺乳动物携带VP35 NIRV，它最初是从古老的丝状病毒中获得的，与埃博拉和马尔堡共同拥有共同的祖先。具有此NIRV的物种范围从蝙蝠到仓鼠，田鼠和小袋鼠。

新项目建立在这项工作的基础上，探索VP35的现代功能，并表明该基因通过鼠耳蝙蝠的进化得到了细致的保护。

“NIRV可以告诉你一些关于病毒 - 宿主相互作用的时间尺度，他们可以告诉你什么类型的宿主受病毒影响，”泰勒说。“现在我们在本研究中使用它们来为功能研究提供信息.NIRVs是一个相当新的研究领域，看到我们还能从中学到什么，这是令人兴奋的。”

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