人类基因组中的古老病毒DNA有助于预防感染
发表在科学，一个新的研究已经展示了从古代感染中嵌入人类基因组的病毒DNA如何帮助保护我们的细胞免受一些现代病毒的侵害。
古老病毒的残余
来自古代病毒的DNA小片段——被称为内源性逆转录病毒——可以在许多动物的基因组中找到，从老鼠和鸡到猫和羊。逆转录病毒将它们的RNA插入宿主细胞，在整合到宿主基因组之前，它首先转化为DNA。这有效地劫持了宿主的细胞，为它们提供了产生更多病毒副本所需的遗传指令。
这种内源性逆转录病毒序列约占人类基因组的8%，大约是编码蛋白质的人类基因数量的四倍。然而，这些基因可以通过阻止现代病毒进入宿主细胞来支持宿主对现代病毒的免疫力。
当逆转录病毒进入并感染细胞时，病毒上的一种所谓的“包膜蛋白”会与宿主细胞表面的受体结合，就像一把钥匙插进了一把锁。如果逆转录病毒感染生殖细胞(如精子和卵细胞)，那么这些病毒DNA序列就可以一代一代地传递给下一代，有可能永久地融入宿主基因组。
在目前的研究中，研究人员使用计算基因组学扫描了人类基因组，记录了可能编码具有保留受体结合能力的逆转录病毒包膜蛋白的DNA序列。一旦确定，研究人员确定了这些基因中的哪些是“活跃的”，即可以在特定类型的人类细胞中表达逆转录病毒包膜基因产物。
胚胎发育期间的病毒保护
随着候选抗病毒包膜蛋白的鉴定完成，研究人员将重点缩小到这个列表中的一种名为Suppressyn的蛋白质。已知这种蛋白质与一种叫做ASCT2的受体结合，而ASCT2本身与允许一组叫做D型逆转录病毒的病毒进入宿主细胞有关。
有趣的是，研究人员发现，Suppressyn在与早期人类胚胎发育相关的组织中高度表达，如胎盘，这是病毒的常见目标。“我们发现了明确的表达证据，其中许多在早期胚胎和生殖细胞中表达，还有一部分在感染时的免疫细胞中表达。”解释Cedric Feschotte他是康奈尔大学分子生物学和遗传学教授，也是这项研究的资深作者。
研究人员使用实验室培养的各种人类细胞进行实验，将细胞暴露在一种名为RD114的D型逆转录病毒中。他们发现，胎盘样细胞和胚胎干细胞不易被RD114感染，而其他类型的细胞则容易感染。
此外，耗尽这些胎盘样细胞中的Suppressyn水平使它们容易受到RD114感染，重新引入Suppressyn使它们恢复电阻去病毒那里当研究人员将Suppressyn引入通常易受RD114攻击的胚胎肾细胞时，它们也获得了抗性，突出了Suppressyn在病毒免疫中的关键作用。
发现逆转录病毒防御系统
这些发现证明了这种源于逆转录病毒的人类蛋白质是如何阻断一种受体的，这种受体允许广泛的逆转录病毒感染宿主细胞，这表明存在一种潜在的广泛和未特征的防御系统。Feschotte继续描述，通过这种方式，人类基因组中的古老逆转录病毒可以帮助保护胚胎免受相关病毒的感染。
尽管这项研究是在实验室培养的人类细胞中进行的(在体外)，这些发现提供了原理证明，这些影响也可能发生在人类身上。Feschotte解释说，这项研究的下一步将包括探索在人类基因组中发现的其他包膜衍生蛋白。
参考:Frank JA, Singh M, Cullen HB等．逆转录病毒起源的人蛋白的进化和抗病毒活性。科学．2022, 378(6618): 422 - 428。doi:10.1126 / science.abq7871
