Adv Sci | 黄广平/魏辅文团队解码中华菊头蝠T2T基因组并揭示蝙蝠与病毒的相处之道

蝙蝠堪称动物界的“超级病毒携带者”：狂犬病、埃博拉、SARS样冠状病毒……许多让人闻之色变的致命病毒，都能在它身上找到踪迹。可奇怪的是，蝙蝠携带这么多高致病性病毒，自己却几乎不发病、不得病，还往往活得又久又健康；换作人类或其他哺乳动物，面对同样级别的感染，难免掀起一场“炎症风暴”甚至致命。蝙蝠凭什么能“带毒不病”？它靠的是什么“降服”病毒的绝招？这一“免疫悖论”，一直是进化生物学与病毒学领域的核心科学难题。中华菊头蝠（Rhinolophus sinicus）作为SARS样冠状病毒的关键自然宿主，正是破解谜团的理想研究对象。不过，要真正看清蝙蝠的“抗病毒本领”，首先得有一册“完整无缺”的基因组说明书——过去受技术瓶颈限制，重复序列、着丝粒、性染色体与MHC免疫基因簇等复杂区段在既往基因组中大量缺失，留下“未解析区域”（PURs），严重制约了对蝙蝠免疫适应、健康长寿、种群分化及性染色体演化机制的深入解析。

为了解决这一问题，江西农业大学黄广平教授和魏辅文院士团队在Advanced Science期刊上发表题为Gapless Complete Genome and Multi-Omics Illuminate Immune Adaptation and Host-Virus Interactions in a Coronavirus Reservoir的研究文章，为中华菊头蝠绘制出一份“端粒到端粒”（T2T）的“无缺口”基因组T2T-RSC1.0。在此基础上，研究整合群体基因组、脾脏单细胞转录组、比较基因组学与体外免疫刺激功能实验，系统阐释了该物种Y染色体演化、种群遗传分化、免疫适应及宿主-病毒互作的分子基础。

1. 构建“无缺口”T2T基因组，为蝙蝠研究补齐完整“地基”

通过PacBio HiFi、超长ONT测序，结合Hi-C、Bionano光学图谱技术，团队把中华菊头蝠的基因组完整拼成了T2T-RSC1.0（2.14 Gb），包含17对常染色体及完整的X、Y性染色体，组装质量（QV）达到49.14，碱基准确度极高。相比此前发布的参考基因组，contig N50提升3.37倍，填补了129.19 Mb的“未解析区域”，校正170处大片段倒置等组装错误；还新注释848个基因，并鉴定出FOXM1-TEAD4-RHNO1-TULP3串联基因簇，为研究蝙蝠细胞稳态调控、长寿机制提供了新靶点。这份“完整版”数据集，为探索蝙蝠适应性演化与宿主—病毒互作研究提供了关键数据资源。

2. 补上Y染色体这块“拼图”，看懂蝙蝠的性别演化

团队完整解析了33.75 Mb的Y染色体，注释出131个蛋白编码基因与5个假基因；并识别出蝙蝠X‑Y染色体4个演化层，进一步拓展了人们对哺乳动物性染色体演化的认识。

3. 免疫基因“家族壮大”，并与病毒多样性挂钩

精细重构了复杂的MHC免疫基因座，发现中华菊头蝠MHC‑I发生拷贝数扩张，从而可识别更多样的病原体。结合52只野外个体的重测序，研究划分出东南、中西部、西南三大遗传支系；并发现MHC多态性与种群病毒多样性显著关联：西南种群的MHC区域核苷酸多样性最高，其肠道病毒群落多样性也显著更高，为“宿主—病毒共多样化”提供了珍贵的野外实证。

4. 蝙蝠“带毒不病”依靠先天免疫与炎症调节的精妙平衡

结合比较基因组、脾脏单细胞图谱与体外免疫刺激实验，团队找到了蝙蝠“带毒不病”的关键线索：促炎基因IL-36A在菊头蝠属已假基因化——相当于悄悄关掉了“炎症放大器”；而多个抗病毒、抗原呈递相关基因却受到正选择，先天免疫的“武器”更强、更敏锐；同时蝙蝠脾脏中先天免疫细胞的占比高于人和小鼠。功能实验显示，中华菊头蝠并非简单的“免疫抑制”，而是演化出一套精妙的协同策略：既能激活干扰素通路、快速调动先天免疫对抗病毒，又能适度抑制炎症应答，避免过度反应引发“炎症风暴”伤害自身——正是这种“该出手时出手、该收手时收手”的平衡，让蝙蝠得以与病毒长期共存。

图. 菊头蝠抗病毒免疫激活与炎症反应抑制的权衡机制

综上，这项研究不仅为蝙蝠类群补齐了高质量的参考基因组资源，更揭开了中华菊头蝠“带毒不病”的奥秘，支撑中华菊头蝠未来可作为研究蝙蝠演化、免疫及宿主—病原互作的重要模式物种，为破解蝙蝠与病毒共演化机制、推动野生动物演化免疫学研究提供了关键数据资源与全新视角。

本文通讯作者为江西农业大学黄广平教授和魏辅文院士，第一作者为江西农业大学硕士研究生王雨婷、张盛、欧阳林霞。贵州师范大学周江教授、中国科学院动物研究所胡义波研究员、中国科学院昆明动物研究所刘振研究员等合作者也对本研究做出了重要贡献。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.78422

黄广平课题组因科研工作发展需要，现招聘博士后若干名。欢迎有意者投递个人简历及相关材料。

制版人：十一

学术合作组织

（*排名不分先后）

推荐直播

转载须知

【非原创文章】本文著作权归文章作者所有，欢迎个人转发分享，未经作者的允许禁止转载，作者拥有所有法定权利，违者必究。

BioArt

Med

Plants

人才招聘