Science：没有这种古老病毒，就没有现在的人类胎盘

数百万年前嵌入人类基因组的病原体，可能会阻挡其他病毒入侵者。

△这篇文章发表在《Science》杂志上

大约3000万年前，一种病毒感染了我们的灵长类祖先，其中一个基因被困在他们的基因组中。随着时间的推移，这种病毒基因变得“驯化”和区域化。它帮助灵长类动物抵御其他病毒，阻止它们进入细胞。这一被称为Suppressyn（SUPYN）的入侵者至今仍然存在，并依旧在帮助我们走出困境：一项新的研究表明，这种病毒性的外壳，可能有助于胎盘保护胚胎免受病毒感染。

科罗拉多大学博尔德分校的进化生物学家Giulia Pasquesi说：“这是一个很好的故事，得到了非常有力的实验支持。找到更多这样的病毒基因，可能有助于利用或增强我们固有的抗病毒特性，而无需开发新药或疫苗。我们的基因组中已经有了所有这些‘元素’。”

在我们的基因组中嵌入遗传物质的病毒，被称为逆转录病毒。艾滋病毒可能是最著名的例子：一旦整合到我们的基因中，就会劫持身体的细胞机制，产生更多的病毒。如果它们感染精子或卵母细胞，即卵子的前体，它们的基因就会成为人类DNA的一部分，并可以遗传给后代。

一旦病毒DNA片段嵌入我们的基因组，它就被称为内源性逆转录病毒（ERV）。大约8%的人类基因组由ERV序列组成，这些序列自数百万年前感染人类祖先以来就一直存在于我们的DNA中。随着时间的推移，这些基因已经失去了最初的病毒功能，但并不意味着它们是无用的。

为了找出哪些ERV可能在人体内仍然活跃，康奈尔大学的分子生物学家Cedric Feschotte和他的同事们扫描了人类基因组，寻找可能编码蛋白质的ERV序列。他们发现了1,507个，其中大约一半似乎在人体组织中起作用。

一个叫做Suppressyn（SUPYN）的ERV在早期人类胎盘中产生蛋白质。SUPYN可与细胞表面的ASCT2受体结合，这个受体是另一种来自于ERV的蛋白Syncytin用来在细胞之间形成联系的受体。在它以前作为一种逆转录病毒，合胞蛋白可以与细胞膜融合进入细胞；它的现代形态使胎盘在胎儿发育过程中通过融合细胞形成。

没有它，胎盘的进化就不可能发生。波士顿学院的病毒学家Welkin Johnson说：“你可以说，没有逆转录病毒，就不会有哺乳动物。就好像生命不会像现在这样演化。”

但ASCT2也是哺乳动物的致命弱点。被称为“D型逆转录病毒”的病毒利用它绕过细胞防御系统，在许多动物身上引起各种疾病，包括非人灵长类动物。不过，目前还不清楚会不会感染人类。Feschotte说，如果早期动物没有办法保护自己免受这些逆转录病毒的侵害，可能会给它们带来重大挑战。保护胎盘尤其重要，因为在胚胎发育早期，逆转录病毒可以进入精子和卵细胞。

当Feschotte和他的同事实验性地用逆转录病毒感染人类胎盘细胞时，他们发现SUPYN通过阻断ASCT2受体与病原体竞争，使病毒无法进入细胞。当这些细胞检测到病毒时，它们似乎启动了SUPYN，这表明它编码了一种抗病毒蛋白。

Johnson指出，目前尚不清楚SUPYN是否真的能阻断人体内的任何病毒：尽管“D型逆转录病毒”可以感染猕猴和其他灵长类动物，但似乎没有一种能感染人类。“已经有了手段和动机，问题是机会，”他说，“这都是联想带来的罪恶感。”

尽管如此，Johnson还是称赞了这篇文章。他指出，有可能是SUPYN进化来阻止一种已经灭绝的病毒，或许它的工作如此出色，以至于阻止了敌方病毒的立足点。

Pasquesi补充说，技术上令人印象深刻的是，作者设法找出了这些逆转录病毒是用哪个受体进入细胞的。她目前正在进行一项类似的研究，在人类基因组中绘制驯化的脑血管，并发现了大约30种对人类免疫系统很重要的病毒。她说：“我们自己的身体能制造出那么多抗病毒的药物，真是太神奇了。”

该团队现在计划研究他们鉴定出的几十种其他活跃的逆转录病毒。他指出，尽管SUPYN被认为是一种功能性的人类基因，其他被发现的活性ERV中99%看起来像是不重要的垃圾DNA，但这可能是骗人的。“这是一个潜在蛋白质的宝库，这些宝藏至少有潜力在医学、生理学或发展方面进行有趣的活动。”

参考文献：

Evolution and antiviral activity of a human protein of retroviral origin

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