人類基因組里的病毒化石

段承焉

有件事不知道大家有多了解，就是在人類基因組當中，有多達 8%的序列來自于反轉(zhuǎn)錄病毒。

要知道在基因組當中，真正編碼蛋白質(zhì)的序列，只有 1.5%。你以為你是你，可惜你的基因組不這么認為……

這里邊有一些病毒是在恐龍那個年代就跑到了人類祖先的基因組里，有的是在人和猴子分道揚鑣的時候就和人在一起了，有的似乎在人類走出非洲之前才偷偷溜進來。

滄海桑田，斗轉(zhuǎn)星移，人類的祖先走過了億萬年，這些埋藏在基因組里的病毒化石見證了一切……

想起來后背似乎有點發(fā)涼。

這些「病毒化石」的后面可能是一場場腥風血雨，洪荒的時代，危險的病毒如詛咒般突然降臨，絕大部分祖先——此時可能還是在樹林里撒歡的小獸——都掛了，剩下的因為變異而獲得抗性，存活了下來。此時狡黠的病毒改變了策略，它們選擇放棄「毒」性——不繼續(xù)在宿主間傳播，而是搖身一變成為宿主基因組的一部分。

這些病毒就這樣銷聲匿跡，甘為化石了？naive！看似是角逐中失敗的一方，失去了在不同個體間傳播的能力，可事實上，這種改變使得它們可以在同一個基因組上大量傳播了——它們成了「反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子」。如果我們以在同一個細胞內(nèi)的拷貝數(shù)來衡量一個病毒成功與否，這些嵌入基因組的病毒才是真的「人贏」——這個指標竟然是具有感染活性病毒的 30 倍！

其實如果這些嵌入基因組的病毒只是復制自己玩一玩，事情好像還不是很復雜，畢竟基因組中的非編碼序列有 99%，多出這么一撮似乎問題不大。但是，凡事就怕個但是……但是很多嵌入病毒的拷貝會處在與基因表達調(diào)控密切相關(guān)的區(qū)域內(nèi)，事情變得復雜起來了?；虻谋磉_，受到各種外界和內(nèi)在因素的影響，可臨到最后，人類的基因要如何表達，還要聽命于幾百萬年前潛伏進基因組的病毒……好可悲……

如 2010 年所報道的，三個胚胎干細胞調(diào)節(jié)蛋白——OCT4、NANOG 和 CTCF 的表達，在嵌入病毒的影響下發(fā)生了很大的改變（Nature Genetics, 2010; 42 (7): 631）。你想想你是怎么從一枚受精卵變成一個小 baby 的，這背后有一只推手竟來自病毒……多年前人與病毒的那一場較量，到底誰是贏家，恐怕還不好說呢。

不過從目前來看，似乎是一個雙贏的結(jié)果。據(jù)說在恐龍還統(tǒng)治著這個星球的時候，病毒給人類，以及所有真獸亞綱動物的祖先，帶來了胎盤。形成胎盤所需的合胞體蛋白原本是一種病毒蛋白，現(xiàn)存的動物似乎已經(jīng)把合胞體蛋白基因馴化，變成真正的自己的基因，可這個星球上的第一個胎盤，卻極可能是病毒帶來的……

圖片是達·芬奇手稿，來自：Universal Leonardo: Leonardo da Vinci online ? The foetus in the womb : Enlarged Image

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2015-12-18