前幾天,武漢病毒所石正麗老師和崔杰老師課題組在我國云南省菊頭蝙身上找到了SARS樣冠狀病毒的基因進(jìn)化過(guò)程。今天《Nature Genetics》雜志也報道了猴免疫缺陷病毒(SIV)在非洲長(cháng)尾黑顎猴(也稱(chēng)非洲綠猴)身上的雜交進(jìn)化史。
此前,科學(xué)家們發(fā)現證據,SIV亦可在人類(lèi)和黑猩猩之間跨物種傳播,因此SIV很可能是人類(lèi)感染艾滋病的最初源頭。這種病毒之所以在人間泛濫的合理解釋是人類(lèi)捕獵黑猩猩時(shí)被咬傷或傷口感染了黑猩猩血液所致。
現在人們想向猴子學(xué)習與這種病毒共存而不發(fā)病的分子機理。
非洲綠猴是HIV近親SIV的自然宿主,雖然它們經(jīng)常遭受SIV感染,但SIV對它們并沒(méi)有害處,猴子們已經(jīng)進(jìn)化出與病毒共存和避免自身免疫系統退化的能力。文章報道分析了一組非洲綠猴基因與SIV的互動(dòng)進(jìn)程。
利用來(lái)自非洲和加勒比海的163只非洲綠猴的全基因組測序數據,研究人員發(fā)現非洲綠猴各類(lèi)群之間具高度多樣性,并且這種多樣性并非簡(jiǎn)單的分支模式,而是發(fā)散型的網(wǎng)狀模式。遺傳分析表明,非洲綠猴第一次與SIV相遇大約發(fā)生在100萬(wàn)年前。隨著(zhù)時(shí)間的推移,當年的原生宿主猴群分化成了許多不同的種群,每一種都獲得了與SIV共存的遺傳適應性。人類(lèi)也許可以從這種宿主-病原體相互作用的生物學(xué)機制中學(xué)習如何與HIV共處。
跨類(lèi)群的多樣化掃描證實(shí),強烈頻繁的多基因選擇信號影響病毒進(jìn)化。此外,研究人員發(fā)現,選擇得分在那些人類(lèi)同源的HIV互動(dòng)基因和對SIV感染有反應的基因中都顯示明顯升高,但是獼猴的SIV感染相關(guān)基因在該項目的得分并不升高,提示部分病毒-宿主選擇信號可反應特定種群對SIV的適應性。
這篇文章的數據來(lái)自莫斯科物理技術(shù)學(xué)院基因組工程實(shí)驗室的Vasily Ramensky和其他國家的同事們創(chuàng )建的一個(gè)覆蓋了各個(gè)年齡(60種不同年齡)和各種組織(包括四個(gè)腦區)樣本的非洲綠猴公開(kāi)基因表達圖譜。這些基因表達數據與行使具體功能的蛋白質(zhì)的合成相關(guān)(該圖譜發(fā)表于同期《Nature Genetics》)
通過(guò)分析非洲綠猴多組織基因表達和全基因組的遺傳變異數據,研究人員生成了非人靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物模型轉錄組資源和首個(gè)eQTLs(表達數量性狀位點(diǎn))目錄。比較人類(lèi)數據資料與性別和年齡相關(guān)的表達模式,研究發(fā)現了一個(gè)可能參與免疫功能的主調節位點(diǎn)和一個(gè)調節海馬長(cháng)非編碼RNAs(lncRNAs)的位點(diǎn)(其表達與海馬體積有關(guān))。這些數量性狀遺傳研究數據將有助于包括神經(jīng)精神障礙相關(guān)的腦和行為表型研究。
“多虧了全基因組測序,我們積累了許多與人類(lèi)具有親緣關(guān)系的其他物種的遺傳數據,”Ramensky說(shuō)?!暗?,我們仍然不了解其中很多基因所扮演的角色。因此我們創(chuàng )建了包含7種不同組織在6種不同發(fā)育階段的基因表達地圖。對遺傳統計學(xué)家來(lái)說(shuō),它將是我們理解基因在動(dòng)物體內功能的一個(gè)有力工具?!?/span>
聯(lián)想近年來(lái)世界矚目的埃博拉和寨卡病毒疫情,雖然還沒(méi)有找到確鑿的從動(dòng)物向人類(lèi)跨種傳播的宿主,但是可以推斷的是,隨著(zhù)人類(lèi)居住領(lǐng)土和食譜的不斷擴張,這些原本與動(dòng)物相安無(wú)事生存了上百年的病毒都將一一蘇醒。