数百万年前的古代病毒塑造了我们今天的身体

古代病毒周四的一项研究称，数亿年前受感染的脊椎动物在我们先进的大脑和大型身体的进化中发挥了关键作用。

该研究，发表在杂志上细胞，研究了髓鞘的起源，髓鞘是一种脂肪组织的绝缘层，在神经周围形成，允许电脉冲传播得更快。

根据作者的说法，从逆转录病毒（侵入宿主DNA的病毒）中获得的基因序列对于髓鞘的产生至关重要，现在在现代哺乳动物，两栖动物和鱼类中发现了该密码。

“我发现最引人注目的是，我们所知道的现代脊椎动物的所有多样性，以及它们所达到的大小：大象，长颈鹿，蟒蛇，牛蛙，秃鹰不会发生，”Altos Labs-Cambridge Institute of Science的资深作者和神经科学家Robin Franklin告诉法新社。

由富兰克林实验室的计算生物学家和遗传学家Tanay Ghosh领导的一个团队在基因组数据库中搜索，试图发现可能与产生髓鞘的细胞相关的遗传学。

具体来说，他感兴趣的是探索基因组中神秘的“非编码区域”，这些区域没有明显的功能，曾经被认为是垃圾，但现在被认为具有进化的重要性。

Ghosh的搜索落在了一种源自内源性逆转录病毒的特定序列上，该病毒长期潜伏在我们的基因中，该团队将其称为“RetroMyelin”。

为了验证他们的发现，研究人员进行了实验，他们敲低了大鼠细胞中的髓鞘后序列，发现它们不再产生髓鞘形成所需的碱性蛋白质。

反应更快，身体更大

接下来，他们在其他物种的基因组中寻找类似髓鞘的序列，在有颌脊椎动物（哺乳动物，鸟类，鱼类，爬行动物和两栖动物）中发现了类似的密码，但在无颌脊椎动物或无脊椎动物中没有。

这使他们相信这个序列与颚鱼大约同时出现在生命之树中，颚骨最早进化于大约3.6亿年前的泥盆纪时期，称为鱼类时代。

“一直存在一种进化压力，使神经纤维更快地传导电脉冲，”富兰克林说。“如果他们做得更快，那么你可以更快地采取行动，”他补充道，这对试图捕捉东西的捕食者和试图逃跑的猎物都很有用。

髓鞘能够在不扩大神经细胞直径的情况下实现快速脉冲传导，使它们更紧密地堆积在一起。

它还提供结构支撑，这意味着神经可以长得更长，从而允许更长的四肢。

在没有髓鞘的情况下，无脊椎动物已经找到了其他方法可以更快地传递信号——例如，巨型乌贼已经进化出更宽的神经细胞。

最后，研究小组想知道逆转录病毒感染是否发生在单个祖先物种上，或者是否发生过不止一次。

他们使用计算方法分析了22种有颌脊椎动物物种的髓鞘后序列，发现这些序列在物种内部比物种之间更相似，这表明存在多波感染。

更多发现等着你？

“人们倾向于认为病毒是病原体或致病因子，”富兰克林说。

但他说，现实情况要复杂得多：在历史上的不同阶段，逆转录病毒已经进入基因组并整合到物种的生殖细胞中，使它们能够传给后代。

Ghosh说，最著名的例子之一是胎盘 - 大多数哺乳动物的决定性特征之一 - 我们从嵌入我们基因组的病原体中获得 - 并且可能还有更多的发现等待发现。

斯坦福大学（Stanford University）的神经科学家布拉德·祖切罗（Brad Zuchero）表示，该研究“填补了关于髓鞘在进化过程中如何形成的主要难题”，称这篇论文“令人兴奋且富有洞察力”。

©法新社

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