一种古老的感染可能在我们生命的最初时刻起着至关重要的作用

留下的 DNA 片段病毒新的研究发现,感染了我们远祖的祖先可能是新人类生命的“点火点火器”。

“我们的结果说明了最近出现的......基因可以赋予人类发育上的基本功能,“斯坦福大学生物学家 Raquel Fueyo 及其同事在他们的论文中。

Fueyo 和她的团队使用诱导的干细胞球来模仿囊胚,受精后约五天的胚胎发育阶段.这3D模型,或胚细胞,复制胚胎植入子宫内膜之前的发育阶段。

当研究人员禁用一组残余物时病毒被称为 LTR5Hs 的基因,胚胎模型要么变成杂乱无章的细胞团,要么死亡。如果没有 LTR5Hs,三组织层母胚的中间层(外胚层)无法正常形成。

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我们高达 9% 的 DNA 由来自古代病毒入侵者的遗传物质组成。这些内源性逆转录病毒数百万年前,残余物渗透到我们祖先生殖细胞的遗传物质中,现在已经永久地融入了我们的基因蓝图中。

LTR5H 出现在大约 500 万年前的我们的祖先中,当时人类和其他类人猿与狒狒和猕猴等“旧世界”猴子分道扬镳。

虽然这似乎是很久以前的事了,但按照进化标准,这是我们基因组中相对较新的变化。

到第九天,胚胎应该有三个不同的组织层,但研究人员发现,如果没有 LTR5H,中间层就无法正常形成。(Panzer VI-II/Wikipedia/CC By SA 3.0)

“人类基因组中的许多 LTR5Hs 基因组插入是我们自己的物种所独有的,”Fueyo 和团队解释.

“我们已经证明 [LTR5Hs] 活性是胚细胞形成和谱系识别所必需的。”

研究人员发现,这种调节基因负责增加附近其他序列的表达,包括一个基因称为ZNF729型在干细胞增殖和确定细胞身份方面起着关键作用.低表达ZNF729型导致整层胚胎组织形成不正确。

该团队怀疑,通过增强 ZNF729,LTR5H 基因组使其更具“粘性”,从而为我们的祖先提供了显着的进化优势。

研究人员表示:“这些观察结果表明,基因调控网络的进化重塑不仅可以带来物种特异性的创新,还可以产生新的依赖关系,并赋予最近出现的[调节]元件和基因的必要性结束.

这项研究发表在自然界.

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