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新发现:哺乳动物DNA藏大量病毒“化石”

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参考新闻网9月14日报道 据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)库中有很大一部门由非编码基因组成。耐久以来,这些非编码基因被以为是“垃圾DNA”。然而,最近一些发现显示,它们在哺乳动物身上实在存在许多用途。

一些非编码基因辅助形成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介入基因调控。现在,澳大利亚新南威尔士大学的研究职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,一些曾经被以为是“垃圾”的基因序列,现实上是我们良久以前的祖先在受到病毒熏染后遗留在自己DNA中的病毒碎片。每当你受到病毒熏染,它就可能在你的DNA中留下它自身的一部门,若是这发生在卵子或精子细胞中,病毒的基因序列就会一代代转达下去。这些病毒碎片称为“内源性病毒因素”(EVE)。

人类基因组的8%由病毒DNA碎片组成。它们纪录了我们在进化史上受到的种种病毒熏染,犹如遗传影象。

古病毒学家埃玛·哈丁说:“这些病毒碎片由于某种缘故原由被保留下来。经由数百万年的进化,我们预计所有DNA都市改变,这些‘化石’却保留完好。”

为了弄清其中的缘故原由,哈丁及其同事在13种有袋哺乳动物的基因组中寻找EVE。这些动物包罗塔马尔沙袋鼠、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。这三个病毒群体包罗博尔纳病毒家族、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连系在一起。”

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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卵白质模板。但在这个情形下,它们不会被翻译,从而现实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介入多种细胞功效,包罗其他基因中RNA转录的调控。

主要的是,人们已经知道,这种类型的RNA被用于推行多种细胞功效,包罗调治RNA的天生,而且它另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殒命,它们却能存活下来。

研究职员对树袋熊举行了详细考察,发现有些EVE现实上被转录成了小的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——以前人们以为它在哺乳动物身上已被甩掉,取而代之的是滋扰素系统——仍然是活跃的,珍爱着有袋动物的细胞。”

有袋动物发育期的大部门时间是在母亲的育儿袋内渡过的。有些动物在出生时骨骼尚未充实发育——更别提拥有功效健全的免疫系统了。因此,研究职员嫌疑,这种抗病毒防御系统对育儿至关主要。

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。通过保留病毒‘化石’,细胞可以对未来的熏染实现免疫。”她说:“若是我们能解释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,包罗人类。”

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