
发表在《科学进展》杂志上的一项新研究揭示了复杂生命进化史上一个令人惊讶的转折。伦敦玛丽女王大学的研究人员发现,一种单细胞生物——动物的近亲——在其自身的遗传密码中含有古代巨型病毒的残余。这一发现揭示了复杂生物体是如何获得某些基因的,并强调了病毒与其宿主之间的动态相互作用。
这项研究的重点是一种叫做变形虫的微生物,一种在淡水环境中发现的单细胞寄生虫。通过分析变形虫的基因组,由玛丽皇后大学生物和行为科学学院高级讲师亚历克斯·德·门多萨·索勒博士领导的研究人员发现了大量来自巨型病毒的遗传物质,这些病毒是科学界已知的一些最大的病毒。这些病毒序列被严重甲基化,这是一种经常使基因沉默的化学标签。
“这就像在变形虫的DNA中发现特洛伊木马一样,”德门多萨·索勒博士解释说。“这些病毒插入可能是有害的,但阿米巴虫似乎通过化学沉默来控制它们。”
研究人员随后调查了这种现象的普遍程度。他们比较了几种阿米巴原虫分离株的基因组,发现病毒含量存在显著差异。这表明病毒整合和沉默的过程是持续的和动态的。
“这些发现挑战了我们对病毒和宿主之间关系的理解,”德门多萨·索勒博士说。“传统上,病毒被视为入侵者,但这项研究表明了一个更复杂的故事。病毒的插入可能在复杂生物体的进化中发挥了作用,为它们提供了新的基因。这是通过对这些入侵DNA的化学驯服来实现的。”
此外,阿米巴虫的发现提供了我们自己的基因组如何与病毒相互作用的有趣相似之处。与阿米巴虫类似,人类和其他哺乳动物的DNA中也有被称为内源性逆转录病毒的古老病毒的残余。
虽然这些残留物以前被认为是不活跃的“垃圾DNA”,但现在有些可能是有益的。然而,与阿米巴虫中发现的巨型病毒不同,内源性逆转录病毒要小得多,而人类基因组要大得多。未来的研究可以探索这些相似性和差异,以了解病毒和复杂生命形式之间复杂的相互作用。
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