數百萬年前的古代病毒塑造了我們今天的身體

古代病毒周四的一項研究稱，數億年前受感染的脊椎動物在我們先進的大腦和大型身體的進化中發揮了關鍵作用。

該研究，發表在雜志上細胞，研究了髓鞘的起源，髓鞘是一種脂肪組織的絕緣層，在神經周圍形成，允許電脈沖傳播得更快。

根據作者的說法，從逆轉錄病毒（侵入宿主DNA的病毒）中獲得的基因序列對于髓鞘的產生至關重要，現在在現代哺乳動物，兩棲動物和魚類中發現了該密碼。

“我發現最引人注目的是，我們所知道的現代脊椎動物的所有多樣性，以及它們所達到的大小：大象，長頸鹿，蟒蛇，牛蛙，禿鷹不會發生，”Altos Labs-Cambridge Institute of Science的資深作者和神經科學家Robin Franklin告訴法新社。

由富蘭克林實驗室的計算生物學家和遺傳學家Tanay Ghosh領導的一個團隊在基因組數據庫中搜索，試圖發現可能與產生髓鞘的細胞相關的遺傳學。

具體來說，他感興趣的是探索基因組中神秘的“非編碼區域”，這些區域沒有明顯的功能，曾經被認為是垃圾，但現在被認為具有進化的重要性。

Ghosh的搜索落在了一種源自內源性逆轉錄病毒的特定序列上，該病毒長期潛伏在我們的基因中，該團隊將其稱為“RetroMyelin”。

為了驗證他們的發現，研究人員進行了實驗，他們敲低了大鼠細胞中的髓鞘后序列，發現它們不再產生髓鞘形成所需的堿性蛋白質。

反應更快，身體更大

接下來，他們在其他物種的基因組中尋找類似髓鞘的序列，在有頜脊椎動物（哺乳動物，鳥類，魚類，爬行動物和兩棲動物）中發現了類似的密碼，但在無頜脊椎動物或無脊椎動物中沒有。

這使他們相信這個序列與顎魚大約同時出現在生命之樹中，顎骨最早進化于大約3.6億年前的泥盆紀時期，稱為魚類時代。

“一直存在一種進化壓力，使神經纖維更快地傳導電脈沖，”富蘭克林說。“如果他們做得更快，那么你可以更快地采取行動，”他補充道，這對試圖捕捉東西的捕食者和試圖逃跑的獵物都很有用。

髓鞘能夠在不擴大神經細胞直徑的情況下實現快速脈沖傳導，使它們更緊密地堆積在一起。

它還提供結構支撐，這意味著神經可以長得更長，從而允許更長的四肢。

在沒有髓鞘的情況下，無脊椎動物已經找到了其他方法可以更快地傳遞信號——例如，巨型烏賊已經進化出更寬的神經細胞。

最后，研究小組想知道逆轉錄病毒感染是否發生在單個祖先物種上，或者是否發生過不止一次。

他們使用計算方法分析了22種有頜脊椎動物物種的髓鞘后序列，發現這些序列在物種內部比物種之間更相似，這表明存在多波感染。

更多發現等著你？

“人們傾向于認為病毒是病原體或致病因子，”富蘭克林說。

但他說，現實情況要復雜得多：在歷史上的不同階段，逆轉錄病毒已經進入基因組并整合到物種的生殖細胞中，使它們能夠傳給后代。

Ghosh說，最著名的例子之一是胎盤 - 大多數哺乳動物的決定性特征之一 - 我們從嵌入我們基因組的病原體中獲得 - 并且可能還有更多的發現等待發現。

斯坦福大學（Stanford University）的神經科學家布拉德·祖切羅（Brad Zuchero）表示，該研究“填補了關于髓鞘在進化過程中如何形成的主要難題”，稱這篇論文“令人興奮且富有洞察力”。

?法新社

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