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演化新發現:古代病毒保護樹熊免受新病毒攻擊

2018/8/7 — 11:14

存活於樹熊的轉錄病毒或能保護牠們免受新型病毒攻擊,發現或能科學家進一步了解病毒與不同生物的演化關係。研究已刊於《美國國家科學期刊 (PNAS) 》。

生物一直都受不同的轉錄病毒 (retroviruses) 攻擊,並能入侵人體生殖細胞,例如精子和卵子之中,將其基因遺傳到物種下代。部份病毒經長時期演化後,已變為人類基因譜「垃圾 DNA 」一部份,成為相對無害的內源性轉錄病毒 (Endogenous retroviruses)。現時已知最歷史最短的內源性轉病毒基因亦已存於人類約 500 萬年。

也因如此,研究人員一般難以了解它們怎樣由有害外來物,演化為人類一部份。可幸,原居澳洲的樹熊是少數仍被這類轉錄病毒持續入侵生殖細胞的生物。入侵樹熊的內源性病毒只有約 50,000 年歷史。這類病毒也未在固定於基因譜中生存;因此,科學家可觀察到病毒與樹熊基因譜之間的演化關係。

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研究人員發現這類病毒竟然幫助樹熊抵抗其他轉錄病毒入侵。研究人員指,其中一種存於樹熊體內的古老內源性轉錄病毒元素,就能透過重組 (recombination) 作用,在入侵初期,頻繁地將自身成份加到外來的新型轉錄病毒內,阻止入侵病毒活動。過程中,病毒完全無須編製任何新蛋白質。研究人員相信,病毒能透過分子抵抗機制,保障宿主免受其他病毒入侵——久而久之有機會在樹熊上,演化成與人類一樣的「垃圾 DNA 」。

現時此類病毒仍未完全弱化,與樹熊「融合生存」,且持續威脅到樹熊存活。不過此發現,以及其他基因序列研究,均可幫助科學家了解哪一種病毒株對樹熊帶來最大威脅,循此方向研發疫苗控制病情。

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此前已知這類病毒能發揮保護作用,但實際上怎樣「保護」宿主,則一直未曾解開。今次研究將助科學家可透過觀察病毒演化機制,了解它們怎樣透過此類機制,逐漸演化為人類基因譜一部份。 

參考資料:
Phys.org, Ancient virus defends koalas against new viral attacks, 6 August 2018

報告:
Löber, U.,  Hobbs, M., Dayaram, A., Tsangaras, K,  Jones, K., Alquezar-Planas, D.E., ... & Greenwood, A.D. (2018). Degradation and remobilization of endogenous retroviruses by recombination during the earliest stages of a germ-line invasion. Proceedings of Nation Academy of Sciences, published online. DOI: 10.1073/pnas.1807598115

文/Edward Ho 、審核/Alan Chiu

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