人类基因组中的活跃病毒基因
病毒感染宿主后,将自己的遗传信息永久留在宿主体内,成为宿主基因组的一部分。这听起来很诡异也很不可思议。更不可思议的是,归属宿主后的病毒竟然还会帮着宿主抵抗自己的祖先。包括人类在内的很多动物都曾邂逅大量这样的病毒,并与其合体走过数百万年的进化历程。
这些与人俱进的远古“余孽”被称作“HERV”,即“人类内源性逆转录病毒,于数百万年前通过对人类祖先的感染而留存,并靠着自己无与伦比的复制能力,成为人类的一部分。HERV作为逆转录病毒,必须将自己的遗传物质插入宿主基因组中才能复制(就像HIV那样)。
通常这类病毒遗传物质不会代代相传,但某些古老的先驱获得了感染生殖细胞(卵子和精子)的能力,然后在数百万年的繁衍过程中融入人类DNA,并可能影响现代研究人员对的疾病筛查和检测。
病毒以原病毒的形式将自身基因组插入宿主。现知人类体内约有30种不同的HERV,这意味着人类基因组共有超过60000个前病毒。夸张的数字展现了人类进化过程中遭遇流行病的数量之多,历史之悠久。科学家认为,这些病毒曾广泛感染,因为它们不仅成为了人类的一部分,还嵌入黑猩猩、大猩猩以及其他灵长类动物的基因组。
经过对来自近千名捐赠者的54个健康组织的大规模基因分析,结果显示,每个组织样本均有病毒存在,总计37种HML-2原病毒仍然活跃着。此外,每个组织样本至少包含一个仍能产生病毒蛋白的原病毒的遗传物质。
“海量古代病毒仍存在于人类基因组甚至能产生蛋白质”的事实引发科学界广泛关注。要知道HIV可就是以这种形式制造艾滋病的,鼠乳腺瘤病毒同样能成为宿主的一部分并导致乳腺癌。
已有科学家在癌细胞里发现了来自HML-2的病毒样颗粒,而且患病组织内HERV遗传物质的存在与肌萎缩侧索硬化症、多发性硬化症甚至精神分裂症等疾病有关。