Ancient virus may be protecting the human placenta | Science | AAAS

大约3000万年前，一种病毒感染了我们的灵长类祖先，其中一个基因被留在了基因组中。随着时间的推移，这种病毒基因变成被“驯养”的基因共生体，而且病毒也有了自己的职责。这种病毒能通过阻止其他病毒进入细胞来帮助灵长类动物抵抗病毒。这种被称为抑菌syn (SUPYN)的病毒今天仍然存在于人体，而且它仍然在帮助我们:一项新的研究表明，这种病毒的叛徒可能帮助胎盘保护胚胎免受病毒感染。

“这是一个由强有力的实验支持的美丽故事，”科罗拉多大学博尔德分校的进化生物学家朱利亚·帕斯克西(Giulia Pasquesi)说，她没有参与这项工作。她说，找到更多这样的病毒基因，可能会帮助我们利用或增强我们固有的抗病毒特性，而不需要开发新的药物或疫苗。“我们的基因组中已经有了所有这些元素。”

将其遗传物质嵌入我们基因组的病毒被称为逆转录病毒。艾滋病毒可能是最著名的例子;一旦融入我们的基因，它就会劫持我们身体的细胞机制，产生更多的病毒。如果它们感染了精子细胞或卵母细胞(卵子的前体)，它们的基因就会成为我们DNA的一部分，并可以遗传给我们的后代。

一旦病毒DNA片段嵌入我们的基因组，它就被称为内源性逆转录病毒(ERV)。（艾滋病就是一种逆转录病毒）大约8%的人类基因组由ERV序列组成，这些序列自从数百万年前感染了人类祖先以来就被困在了我们的DNA中。随着时间的推移，这些基因已经失去了它们最初的病毒功能，但这并不意味着它们无用。

为了找出哪些ERV可能仍然活跃在人体内，康奈尔大学的分子生物学家Cedric Feschotte和他的同事扫描了人类基因组，寻找他们怀疑可能编码蛋白质的ERV序列。他们发现了1507个这样的序列，其中大约一半似乎在人类组织中起作用。

一种ERV出现在一种名为抑菌syn (SUPYN)的人类基因中，这种基因编码胎盘和早期人类胚胎中产生的一种蛋白质。SUPYN与细胞表面一种叫做ASCT2的受体结合，这是另一种来源于erv的叫做合胞素的蛋白质用来在细胞之间形成连接的受体。在它以前作为逆转录病毒的生命中，合胞体蛋白可以与细胞膜融合进入细胞;它的现代形态使胎盘在胎儿发育过程中通过融合细胞而形成。

如果没有它，胎盘的进化可能是不可能的。波士顿学院的病毒学家威尔金·约翰逊说:“你可以说，没有逆转录病毒就没有哺乳动物。”“就好像生命不会像现在这样进化。”

但ASCT2也是哺乳动物的阿喀琉斯之踵。被称为D型逆转录病毒的病毒利用它绕过细胞防御，潜入细胞，在许多动物(包括非人灵长类动物)中引起各种疾病。(不过，目前已知没有一种病毒会感染人类)。Feschotte说，如果早期动物没有办法保护自己不受这些逆转录病毒的感染，这可能会给它们带来重大挑战。保护胎盘尤其重要，因为在胚胎发育早期感染的逆转录病毒可以进入精子和卵细胞。

当Feschotte和他的同事实验性地用逆转录病毒感染人类胎盘细胞时，他们发现SUPYN通过阻断ASCT2受体与病原体竞争，使病毒无法进入细胞。研究人员今天在《科学》杂志上报告称，当检测到病毒时，细胞似乎会启动SUPYN，这表明它编码了一种抗病毒蛋白质。

约翰逊指出，尚不清楚SUPYN是否真的能阻断人体内的任何病毒:尽管D型逆转录病毒可以感染猕猴和其他灵长类动物，但它们似乎都不会感染人类。作者“已经有了手段和动机;问题在于机会，”他说。“这都是联想带来的负罪感。”

尽管如此，约翰逊还是称赞了这篇论文。他指出，SUPYN的进化有可能是为了阻止一种已经灭绝的病毒，也有可能是它太擅长这项工作了，以至于阻止了敌人的病毒获得立足之地。

：这个研究是否给人类抗病毒带来新思路，我们能否学习病毒这种抗病毒的技巧，预防某些致命病毒感染人类。

Pasquesi补充说，在技术上令人印象深刻的是，作者设法弄清楚这些逆转录酶病毒是使用哪种受体进入细胞的。她目前正在进行一项类似的研究，在人类基因组中绘制驯化的erv，并发现了大约30个对人类免疫系统很重要的erv。她说:“我们的身体是如何产生所有这些小抗病毒药物的，这真是令人惊讶。”

Feschotte的团队现在计划研究他们发现的其他几十种活性逆转录病毒。他指出，尽管Suppressyn被认为是一种功能性人类基因，但他们发现的其他活性erv中99%看起来都像不重要的垃圾DNA——但外表可能具有欺骗性。“这是潜在蛋白质的宝藏，”他说。“这些宝藏至少有可能在医学、生理学或发展方面发挥有趣的作用。”

Evolution and antiviral activity of a human protein of retroviral origin | Science