科学:在人类基因组中发现古代病毒DNA可预防现代病毒感染

来源：100医疗网原创2022-11-09 09336042

根据一项新的研究，人类基因组中的病毒DNA在古代被病毒感染时就已经嵌入，它可以作为一种抗病毒剂来保护人类细胞免受一些现代病毒的侵害。相关研究成果发表在2022年10月28日的《科学》杂志上。

根据一项新的研究，人类基因组中的病毒DNA在古代被病毒感染时就已经嵌入，它可以作为一种抗病毒剂来保护人类细胞免受一些现代病毒的侵害。相关研究成果发表在2022年10月28日的《科学》杂志上，题目是追溯起源的一种人类蛋白质的进化和抗病毒活性。

此前的研究表明，小鼠、鸡、猫和羊基因组中的古老病毒DNA片段——内源性逆转录病毒——通过阻止现代病毒进入宿主细胞来对它们施加作用力。虽然这项新研究是在实验室中使用体外培养的人类细胞进行的，但它表明内源性逆转录病毒的抗病毒作用很可能也存在于人类中。

这项新研究很重要，因为进一步的研究可能会发现一系列天然的抗病毒蛋白，从而导致无自身免疫副作用的治疗。它揭示了可能存在一个基因组防御系统，该系统尚未被识别，但可能相当广泛。

论文作者、美国康奈尔大学农业和生命科学学院分子生物学和遗传学教授塞德里克费斯乔特(Cedric Feschotte)表示，这一结果表明，在人类基因组中，我们拥有一个蛋白质银行，具有阻止广泛病毒的潜力。

内源性逆转录病毒约占人类基因组的8%——至少是构成蛋白质编码基因的DNA数量的四倍。为了让逆转录病毒进入宿主细胞，病毒包膜蛋白与宿主细胞表面的受体结合，就像钥匙插入锁中一样。逆转录病毒将其RNA引入宿主细胞，然后其RNA经过逆转录后转化为DNA，整合到宿主基因组中。宿主细胞遵循它们的遗传指令，制造更多的病毒。

通过这种方式，病毒劫持细胞的转录复合物来复制自己。正常情况下，被逆转录病毒感染的细胞不会代代相传，但一些逆转录病毒会感染生殖细胞，如卵子或精子，这为逆转录病毒DNA从亲代传递到后代并最终在宿主基因组中持续存在打开了大门。

在这项新的研究中，这些作者使用计算基因组学扫描人类基因组，并对可能保留受体结合活性的潜在逆转录病毒包膜蛋白的所有编码序列进行分类。然后，他们进行了更多的测试，以检测这些基因序列中哪些是活性的，即在特定的人类细胞类型中表达逆转录病毒包膜基因。

Feschotte说，我们发现了明确的表达证据，表明许多逆转录病毒包膜基因在早期胚胎和生殖细胞中表达，其中一些基因在感染时在免疫细胞中表达。

一旦这些作者确定了在不同情况下表达的抗病毒包膜蛋白，他们就专注于一种叫做Suppressyn的蛋白质，因为已知它可以与一种叫做ASCT2的受体结合，这种受体是一组叫做D逆转录病毒的病毒的细胞进入点。Suppressyn在胎盘和非常早期的人类胚胎发育中表现出高水平的表达。

ASCT2和Suppressyn在人胎盘中的表达。图片来自Science，2022，doi :10.1126/Science . abq 7871

他们随后在人类胎盘样细胞中进行了实验，因为胎盘是病毒入侵的常见目标。这些细胞暴露于一种名为RD114的D型逆转录病毒，已知这种病毒会自然感染猫，如家猫。虽然其他不表达Suppressyn的人类细胞类型容易被RD114感染，但胎盘和胚胎不会被RD114感染。当他们通过实验提出抑制胎盘细胞时，他们变得容易受到RD114的感染；当这些细胞重新表达Suppressyn时，它们重新获得了抵抗力。

此外，这些作者做了相反的实验，使用通常对RD114敏感的胚胎肾细胞系。当他们通过实验将Suppressyn引入这些细胞时，这些细胞对这种病毒产生了耐药性。

这项新研究表明，一种来自逆转录病毒的人类蛋白质如何阻断一种细胞受体，这种受体允许在许多非人类物种中循环的一系列逆转录病毒进入并感染宿主细胞。Feschotte说，通过这种方式，整合到人类基因组中的古老逆转录病毒提供了一种保护发育中的胚胎免受相关病毒感染的机制。他说，未来的研究工作将探索人类基因组中编码的其他包膜蛋白的抗病毒活性。(100yiyao.com)

参考资料：

约翰a弗兰克等人，科学，2022，doi :10.1126/Science . abq 7871。

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