生命科學(xué)學(xué)院韓管助課題組在逆轉(zhuǎn)錄病毒進(jìn)化和多樣性研究取得重要進(jìn)展
? ? 近期，進(jìn)化生物學(xué)專業(yè)期刊Molecular Biology and Evolution（影響因子11.062）以“A sister lineage of sampled retroviruses corroborates the complex evolution of retroviruses”為題在線發(fā)表了我校生命科學(xué)學(xué)院韓管助教授課題組關(guān)于逆轉(zhuǎn)錄病毒進(jìn)化和多樣性的最新研究進(jìn)展。
逆轉(zhuǎn)錄病毒可廣泛感染脊椎動(dòng)物并引發(fā)多種疾?。ㄈ绨滩?、癌癥等），對(duì)全球公共衛(wèi)生健康構(gòu)成了嚴(yán)重挑戰(zhàn)。逆轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制需要將病毒RNA逆轉(zhuǎn)錄成雙鏈DNA并整合到宿主基因組中。逆轉(zhuǎn)錄病毒偶爾會(huì)感染宿主生殖細(xì)胞，整合的逆轉(zhuǎn)錄病毒便會(huì)從親代傳到子代，形成內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒。內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒記錄了過去發(fā)生的病毒感染事件，為研究逆轉(zhuǎn)錄病毒的遠(yuǎn)古進(jìn)化以及宿主與逆轉(zhuǎn)錄病毒間的進(jìn)化軍備競(jìng)賽提供了重要的“分子化石”。經(jīng)過一百多年的研究，大約有70多種外源性逆轉(zhuǎn)錄病毒被發(fā)現(xiàn)。這些外源性逆轉(zhuǎn)錄病毒可以分為兩個(gè)亞科，即正逆轉(zhuǎn)錄病毒亞科（Orthoretrovirinae）和泡沫逆轉(zhuǎn)錄病毒亞科（Spumaretrovirinae）。其中，正逆轉(zhuǎn)錄病毒亞科包括六個(gè)屬，而泡沫逆轉(zhuǎn)錄病毒亞科包括五個(gè)屬。另外，過去研究還在脊椎動(dòng)物基因組中發(fā)現(xiàn)了數(shù)以萬記的內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒。目前一般認(rèn)為逆轉(zhuǎn)錄病毒多樣性框架已基本完成。
韓管助教授課題組通過系統(tǒng)發(fā)生基因組學(xué)的方法在脊椎動(dòng)物基因組中發(fā)現(xiàn)了一類全新的逆轉(zhuǎn)錄病毒，并將其命名為洛基逆轉(zhuǎn)錄病毒（Lokiretrovirus）。洛基逆轉(zhuǎn)錄病毒可廣泛感染脊椎動(dòng)物，如七鰓鰻、輻鰭魚綱、腹鰭魚綱、兩棲動(dòng)物以及爬行動(dòng)物。洛基逆轉(zhuǎn)錄病毒具有典型的逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組特征，但又有其自身的特殊性。洛基逆轉(zhuǎn)錄病毒編碼一個(gè)全新的SMC蛋白，該蛋白可結(jié)合DNA并在調(diào)控染色體動(dòng)態(tài)過程中發(fā)揮重要的作用。另外，洛基逆轉(zhuǎn)錄病毒的被膜蛋白與一些負(fù)義單鏈RNA病毒（如副黏病毒科和肺炎病毒亞科病毒）的融合蛋白之間有明顯的同源性，這打破了逆轉(zhuǎn)錄病毒和負(fù)義單鏈RNA病毒之間的邊界。
通過對(duì)逆轉(zhuǎn)錄酶進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)生分析發(fā)現(xiàn)，洛基逆轉(zhuǎn)錄病毒是已知逆轉(zhuǎn)錄病毒的“姐妹群”，構(gòu)成了逆轉(zhuǎn)錄病毒的一個(gè)新的亞科。洛基逆轉(zhuǎn)錄病毒的發(fā)現(xiàn)為研究逆轉(zhuǎn)錄病毒的遠(yuǎn)古進(jìn)化提供了一個(gè)十分重要的節(jié)點(diǎn)。通過對(duì)逆轉(zhuǎn)錄病毒其它蛋白的進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，逆轉(zhuǎn)錄病毒在進(jìn)化過程中多次替換自身的核酸酶（RNase H）和整合酶（Integrase），說明結(jié)構(gòu)域洗牌（domain shuffling）塑造了逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組的復(fù)雜性。綜上，洛基逆轉(zhuǎn)錄病毒的發(fā)現(xiàn)極大拓展了我們對(duì)于逆轉(zhuǎn)錄病毒多樣性的認(rèn)識(shí)，為理解逆轉(zhuǎn)錄病毒的起源、進(jìn)化以及生物學(xué)提供了全新的視角。
相關(guān)研究發(fā)表在進(jìn)化生物學(xué)專業(yè)期刊Molecular Biology and Evolution上（文章鏈接：https://doi.org/10.1093/molbev/msaa272），，博士研究生王建華同學(xué)為第一作者，韓管助教授為通訊作者。相關(guān)研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目等的支持。
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洛基逆轉(zhuǎn)錄病毒的宿主范圍、基因組結(jié)構(gòu)以及進(jìn)化史
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