作者:张蕾 来源:光明日报 发布时间:2024/4/16 9:36:48
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我国科学家对雀鸟辐射性演化有新发现

 

本报北京4月15日电(记者张蕾)病毒与宿主在漫长的演化过程中既对抗又合作,并对宿主产生深远影响。我国科学家团队研究发现:古老病毒曾经插入到鸟类DNA里,并伴随着雀形目鸟类物种大爆发在鸟类宿主里不断增殖,而鸟类不仅可以有效地清除掉这些增殖的病毒DNA,还可以利用残余的病毒来源序列调控自身的大脑基因表达。相关成果日前发表于国际学术期刊《自然·通讯》。

包括黄鹂、金丝雀、柳莺等鸟类的雀形目是当代鸟类中最多样化的类群,有6600多个物种,约占鸟类物种总数的60%。其中,约三分之二的雀形目鸟类因善于鸣唱而被称为鸣禽。在约2240万年前,雀形目鸟类发生了快速的辐射性演化事件,奠定了当代物种多样性的格局。

论文通讯作者,浙江大学生命演化研究中心、良渚实验室研究员冯少鸿介绍,某些逆转录病毒在感染宿主细胞后,有一定的概率将自己的全部或部分DNA序列插入到宿主的基因组,从而留下感染的痕迹。如果这些序列插入宿主生殖细胞的DNA中,就有可能遗传给后代。这些病毒序列可以转录表达,并在宿主细胞中发挥功能,所以被称为内源性逆转录病毒。“在漫长的演化过程中,其中一类内源性逆转录病毒K的序列元件广泛存在于雀形目鸟类基因组中,而且越是近期产生的物种,这类序列的拷贝数越多。时至今日,这类内源性病毒序列还在群体里不断增殖。”

值得注意的是,在约2240万年前的古近纪—新近纪界限时期,内源性逆转录病毒K不仅在雀形目鸟类里爆发性出现,同时期也侵入到我们灵长类和其他多个动物类群的基因组。“这些序列元件是古病毒感染宿主留下的遗迹,绝大多数虽然不再具有完整的病毒基因功能,有些残余序列却演化出了调控鸟类基因表达开关的功能。”论文第一作者、中国科学院大学博士研究生陈光霁说。通过对雀形目鸟类和非雀形目鸟类大脑基因表达的比较,研究团队发现,ITGA2基因在雀形目鸟类涉及发声学习的脑区高度表达,而在非雀形目鸟类相同的脑区却有较低的表达量。在雀形目中该基因上游区域插入一段病毒来源序列,结果表明这一序列对该基因发挥了表达调控作用。

“该发现不仅丰富了人们对古病毒序列在鸟类物种演化中作用的认知,也为古病毒序列调控宿主基因功能从而影响宿主演化提供了一个例证。”冯少鸿说。

 
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