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我國科學(xué)家對雀鳥(niǎo)輻射性演化有新發(fā)現

病毒與宿主在漫長(cháng)的演化過(guò)程中既對抗又合作，并對宿主產(chǎn)生深遠影響。我國科學(xué)家團隊研究發(fā)現：古老病毒曾經(jīng)插入到鳥(niǎo)類(lèi)DNA里，并伴隨著(zhù)雀形目鳥(niǎo)類(lèi)物種大爆發(fā)在鳥(niǎo)類(lèi)宿主里不斷增殖，而鳥(niǎo)類(lèi)不僅可以有效地清除掉這些增殖的病毒DNA，還可以利用殘余的病毒來(lái)源序列調控自身的大腦基因表達。相關(guān)成果日前發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》。

包括黃鸝、金絲雀、柳鶯等鳥(niǎo)類(lèi)的雀形目是當代鳥(niǎo)類(lèi)中最多樣化的類(lèi)群，有6600多個(gè)物種，約占鳥(niǎo)類(lèi)物種總數的60%。其中，約三分之二的雀形目鳥(niǎo)類(lèi)因善于鳴唱而被稱(chēng)為鳴禽。在約2240萬(wàn)年前，雀形目鳥(niǎo)類(lèi)發(fā)生了快速的輻射性演化事件，奠定了當代物種多樣性的格局。

論文通訊作者，浙江大學(xué)生命演化研究中心、良渚實(shí)驗室研究員馮少鴻介紹，某些逆轉錄病毒在感染宿主細胞后，有一定的概率將自己的全部或部分DNA序列插入到宿主的基因組，從而留下感染的痕跡。如果這些序列插入宿主生殖細胞的DNA中，就有可能遺傳給后代。這些病毒序列可以轉錄表達，并在宿主細胞中發(fā)揮功能，所以被稱(chēng)為內源性逆轉錄病毒。“在漫長(cháng)的演化過(guò)程中，其中一類(lèi)內源性逆轉錄病毒K的序列元件廣泛存在于雀形目鳥(niǎo)類(lèi)基因組中，而且越是近期產(chǎn)生的物種，這類(lèi)序列的拷貝數越多。時(shí)至今日，這類(lèi)內源性病毒序列還在群體里不斷增殖。”

值得注意的是，在約2240萬(wàn)年前的古近紀—新近紀界限時(shí)期，內源性逆轉錄病毒K不僅在雀形目鳥(niǎo)類(lèi)里爆發(fā)性出現，同時(shí)期也侵入到我們靈長(cháng)類(lèi)和其他多個(gè)動(dòng)物類(lèi)群的基因組。“這些序列元件是古病毒感染宿主留下的遺跡，絕大多數雖然不再具有完整的病毒基因功能，有些殘余序列卻演化出了調控鳥(niǎo)類(lèi)基因表達開(kāi)關(guān)的功能。”論文第一作者、中國科學(xué)院大學(xué)博士研究生陳光霽說(shuō)。通過(guò)對雀形目鳥(niǎo)類(lèi)和非雀形目鳥(niǎo)類(lèi)大腦基因表達的比較，研究團隊發(fā)現，ITGA2基因在雀形目鳥(niǎo)類(lèi)涉及發(fā)聲學(xué)習的腦區高度表達，而在非雀形目鳥(niǎo)類(lèi)相同的腦區卻有較低的表達量。在雀形目中該基因上游區域插入一段病毒來(lái)源序列，結果表明這一序列對該基因發(fā)揮了表達調控作用。

“該發(fā)現不僅豐富了人們對古病毒序列在鳥(niǎo)類(lèi)物種演化中作用的認知，也為古病毒序列調控宿主基因功能從而影響宿主演化提供了一個(gè)例證。”馮少鴻說(shuō)。