從起源上來講我們機(jī)體中大約8%的DNA來源于病毒,即感染性病毒和人類祖先抗?fàn)幒蟮摹皻埩粑铩?,這種所謂的內(nèi)源性病毒常常被認(rèn)為并沒有明確的生物學(xué)意義,但近日刊登在Science上的一項(xiàng)研究報告中,來自猶他大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究者就表明,這種特殊進(jìn)化可以改變某些病毒使其作為對人類有益的武器來攻擊同類病毒。
研究者報道說,嵌合入我們基因組中的少量病毒DNA是一種調(diào)節(jié)性的基因,其是先天性免疫系統(tǒng)的完整性組分,同時也是抵御病原體的第一道防線,當(dāng)這些外源性病毒片段被實(shí)驗(yàn)性地后,機(jī)體的防御系統(tǒng)就會被破壞;在哺乳動物細(xì)胞中存在的病毒DNA“存儲庫”可以不斷刺激機(jī)體先天性免疫系統(tǒng)完善。
文章中,通過分析來自人類細(xì)胞的基因組數(shù)據(jù)庫,研究者發(fā)現(xiàn),成千上萬種內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒可以通過干擾素激活,然而由于這些逆轉(zhuǎn)錄病毒在數(shù)百萬年前就已經(jīng)在我們的基因組中“著陸”了,因此其就會缺失產(chǎn)生感染性病毒顆粒的能力,這些干擾素誘導(dǎo)的潛在元件就來自于逆轉(zhuǎn)錄病毒在基因組中的定位情況,其并不是隨機(jī)分布,而且在已知的具有免疫功能的基因附近存在。
為了檢測是否這些病毒DNA片段對于機(jī)體免疫力非常重要,研究者利用基因編輯工具CRISPR/Cas9,在細(xì)胞培養(yǎng)液中剔除了免疫基因附近坐落的這些病毒序列,結(jié)果顯示,缺失外源性編碼片段的突變細(xì)胞中的免疫基因就不能夠開啟表達(dá)以產(chǎn)生對干擾素的合適反應(yīng),這就說明這些序列或許就扮演著病毒衍生的開關(guān);當(dāng)細(xì)胞中缺失AIM2免疫防御基因附近的病毒DNA時,細(xì)胞完成有效性免疫反應(yīng)的能力就會明顯降低,研究者表示,古老的病毒DNA或許對于調(diào)節(jié)現(xiàn)代人機(jī)體抵御病毒感染的防御能力非常重要。
由于類似的病毒衍生開關(guān)也嵌合到了距離許多免疫基因非常近的位置,這或許對于協(xié)調(diào)機(jī)體的細(xì)胞防御力非常關(guān)鍵,干擾素效應(yīng)就好象細(xì)胞的報警系統(tǒng)一樣,研究者發(fā)現(xiàn),該系統(tǒng)中的一些重要開關(guān)實(shí)際上來自于古代的病毒,該研究論文同時還指出,其它的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒或許會存在獨(dú)立的干擾素防御系統(tǒng)。
最后研究者Elde說道,很有可能先天性的免疫系統(tǒng)會回收某些病毒殘體,機(jī)體的免疫防御會因病毒不斷進(jìn)化改變不同戰(zhàn)術(shù)而面臨不同的挑戰(zhàn),而為了保持有效的免疫反應(yīng),進(jìn)化過程也會重組此前由病毒提供的特殊遺傳物質(zhì)。原來許多病毒都會進(jìn)入到基因組中作為病毒的過程,而這種進(jìn)化過程或許本身對機(jī)體有益。