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生物的基因有没有可能是「祖传屎山」?

2020-10-21科学

真核细胞的基因组就是一坨经历过千雕万琢的屎。生命则是开在这坨屎上的芬芳的花。

张爱玲的一句话用在这里很合适:生命是一袭华美的袍,爬满了蚤子。

基因组中的逆转录转座子作为古病毒感染后整合进去的病毒DNA,本该是有害无益的垃圾序列。这些古病毒序列为数不少,占到了整个人类基因组的8% [1]

想象一下,如果你电脑里的病毒文件占到所有磁盘文件总量的8%,你该作何感想?

摊上这种情况,一般人可能只会骂骂咧咧地重装系统。但演化的妙处就在于,细胞有几率歪打正着地「收编」一些古病毒序列,化敌为友,使之成为有功能的序列。

时至今日,人已经到了离开古病毒序列就生存不下去的地步。 举个例子:合胞素1和合胞素2(Syncytin-1, Syncytin-2)是两种来源于古病毒序列的蛋白。这两种蛋白主要在胎盘滋养层中表达,是控制滋养层细胞融合和胎盘形态发生的关键基因 [2] 。如果没有它们,人类女性都会不孕不育,人类也会随之灭绝。

不少古病毒序列还会在胎儿发育时期激发先天免疫途径的关键基因。如果没有它们,胎儿的免疫系统将无法发育完全 [3]

一些古病毒序列还在免疫系统中发挥着奇特的作用。比如一个名叫HERV-K的古病毒序列可以被入侵的艾滋病毒(HIV)激活,其表达产物与艾滋病毒发生不可名状的融合,形成艾滋病毒-HERV-K杂交病毒 [4] 。(大雾)

HERV-K可以与HIV形成杂交病毒

HERV-K起到的作用是给艾滋病毒打上标记。免疫系统可能不认识艾滋病毒,但不可能认不出老熟人HERV-K。

高度戒备的免疫系统能轻而易举地将这些杂交病毒消灭。

参考

  1. ^https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11423012/
  2. ^https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37421503/
  3. ^https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34349292/
  4. ^https://www.eurekalert.org/news-releases/759945