考拉流行病为DNA保护自身免受病毒侵害提供了教训

在动物中，感染是由免疫系统抵抗的。马萨诸塞大学医学院和昆士兰大学的一组研究人员对感染野生考拉的一种不寻常的病毒进行了研究，发现了一种新的“基因组免疫”形式。该研究于10月10日发表在《细胞》杂志上。

包括病原体(如HIV)在内的逆转录病毒，作为其感染生命周期的一部分，被整合到宿主细胞的染色体中。逆转录病毒通常不会感染产生精子和卵子的生殖细胞，因此通常不会代代相传，但这在进化过程中已经发生过好几次了。在人类基因组的全部30亿核苷酸中，只有1.5%的序列形成了20,000个编码蛋白质的基因-人类基因组的8%来自病毒片段。这些病原体入侵基因组有时是有益的。例如，在包括人在内的所有哺乳动物中，胎盘的形成都需要从病毒“选择”的基因。

生殖细胞的逆转录病毒感染一直是人类进化中罕见但重要的驱动力。但是，哺乳动物的生殖细胞对病原体入侵的反应方式尚未见过描述，可能与人体其他细胞完全不同。KoRV-A是一种逆转录病毒，席卷澳大利亚的野生考拉种群，与感染和癌症的易感性有关。KoRV-A像大多数病毒一样在个体动物之间传播。出乎意料的是，KoRV-A还感染种系细胞，而大多数野生考拉都带有这种病原体，是人体每个细胞遗传物质的一部分。该团队使用该系统来观察生殖细胞对逆转录病毒的反应。他们的发现表明，生殖细胞认识到病毒生命周期中必不可少的一步，并将其逆转入侵者以抑制基因组感染。

该研究的资深作者，麻省大学医学院附属分子医学教授威廉·E·瑟卡夫博士(William E. Theurka​​uf)说：“现正正在考拉无尾熊种系的KoRV-A感染，并使我们实时观察基因组的进化。

“我们看到的无尾熊是地球上每个生物体都经历过的事情。动物被进入生殖细胞的逆转录病毒感染。这些病毒繁殖并插入染色体，改变宿主基因组的组织和功能，并且这一过程继续进行直到感染者被宿主驯服为止。在此感染周期结束时，宿主已经发生了变化。” UMass医学院生物信息学与整合生物学计划的共同资深作家翁志平说。

Theurka​​uf说：“我们相信，我们发现的是一种“先天的”基因组免疫系统，可以识别您某个基因的病毒。”“我们认为这就是您的基因组所说的，'这是我们想要的;这是一个基因。'而且，“那是我们不想要的;那是病毒”。

大多数宿主基因被称为内含子的间隔子序列打断，该间隔子在称为剪接的过程中被去除，以产生可以制造蛋白质的功能性mRNA。剪接是正常细胞基因的标志。逆转录病毒还具有内含子，将其内含子去除后可形成形成围绕病毒颗粒的包膜的蛋白质。但是，这些入侵者还必须产生“未剪接的” RNA，这对于复制和感染至关重要。这似乎很关键，因为生殖细胞会识别这些病毒特异的RNA，并将它们切成一类独特的小RNA，称为“有义” piRNA，从而阻止病毒的形成。初步研究表明，从昆虫到哺乳动物，这一过程都是保守的。

该小组正在努力扩大他们的发现。翁说：“首先，我们试图弄清楚病毒是如何首先进入种系的。”她和Theurka​​uf将进行额外的实验，以确定识别病毒RNA差异的细胞中的机制，最后，他们希望更好地了解将未剪接的RNA转录物切碎的过程，因此它们不再起作用。

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