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人類機體DNA中古老的病毒“入侵者”或幫助機體抵御感染

發表時間:2016-03-07

從起源上來講我們機體中大約8%的DNA來源于病毒,即感染性病毒和人類祖先抗爭后的“殘留物”,這種所謂的內源性病毒常常被認為并沒有明確的生物學意義,但近日刊登在Science上的一項研究報告中,來自猶他大學醫學院的研究者就表明,這種特殊進化可以改變某些病毒使其作為對人類有益的武器來攻擊同類病毒。

研究者報道說,嵌合入我們基因組中的少量病毒DNA是一種調節性的基因,其是先天性免疫系統的完整性組分,同時也是抵御病原體的第一道防線,當這些外源性病毒片段被實驗性地后,機體的防御系統就會被破壞;在哺乳動物細胞中存在的病毒DNA“存儲庫”可以不斷刺激機體先天性免疫系統完善。

文章中,通過分析來自人類細胞的基因組數據庫,研究者發現,成千上萬種內源性逆轉錄病毒可以通過干擾素激活,然而由于這些逆轉錄病毒在數百萬年前就已經在我們的基因組中“著陸”了,因此其就會缺失產生感染性病毒顆粒的能力,這些干擾素誘導的潛在元件就來自于逆轉錄病毒在基因組中的定位情況,其并不是隨機分布,而且在已知的具有免疫功能的基因附近存在。

為了檢測是否這些病毒DNA片段對于機體免疫力非常重要,研究者利用基因編輯工具CRISPR/Cas9,在細胞培養液中剔除了免疫基因附近坐落的這些病毒序列,結果顯示,缺失外源性編碼片段的突變細胞中的免疫基因就不能夠開啟表達以產生對干擾素的合適反應,這就說明這些序列或許就扮演著病毒衍生的開關;當細胞中缺失AIM2免疫防御基因附近的病毒DNA時,細胞完成有效性免疫反應的能力就會明顯降低,研究者表示,古老的病毒DNA或許對于調節現代人機體抵御病毒感染的防御能力非常重要。

由于類似的病毒衍生開關也嵌合到了距離許多免疫基因非常近的位置,這或許對于協調機體的細胞防御力非常關鍵,干擾素效應就好象細胞的報警系統一樣,研究者發現,該系統中的一些重要開關實際上來自于古代的病毒,該研究論文同時還指出,其它的內源性逆轉錄病毒或許會存在獨立的干擾素防御系統。

最后研究者Elde說道,很有可能先天性的免疫系統會回收某些病毒殘體,機體的免疫防御會因病毒不斷進化改變不同戰術而面臨不同的挑戰,而為了保持有效的免疫反應,進化過程也會重組此前由病毒提供的特殊遺傳物質。原來許多病毒都會進入到基因組中作為病毒的過程,而這種進化過程或許本身對機體有益。


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