五百万年前的古老病毒仍在塑造每个诞生的人类An Ancient Virus Is Still Building Every Human Ever Born

环球医讯 / 干细胞与抗衰老来源:www.popularmechanics.com美国 - 英语2025-10-10 01:59:17 - 阅读时长2分钟 - 936字
研究表明,人类DNA中约9%的遗传物质源自五百万年前的古代病毒残留,其中新发现的LTR5Hs病毒基因群对胚胎发育至关重要;斯坦福大学生物学家拉奎尔·富约团队证实,该基因通过激活ZNF729调控胚胎生长和干细胞增殖,若缺失将导致胚状体形成障碍,揭示内源性逆转录病毒已从"无用DNA"演变为人类胚胎发育不可或缺的调控元件,这一发现革新了对病毒在进化中构建生命基础的认知。
人类进化古代病毒遗传物质人类内源性逆转录病毒LTR5Hs胚状体上胚层ZNF729基因胚胎发育基因调控网络
五百万年前的古老病毒仍在塑造每个诞生的人类

进化历程曾出现诸多匪夷所思的转折,某些转折甚至堪比漫画情节——人类DNA的形成竟与病毒息息相关。

据推测,人类约9%的遗传物质是五百万年前被征服的古代病毒残余(在进化尺度上这远比表面时间更近)。尽管部分残留物可能引发疾病,但另一些已深度融入人体,以至于人类胚胎在子宫内无法正常发育。许多此类基因序列唯独存在于智人之中。

LTR5Hs是最新发现的此类病毒基因群。人类祖先与猿类从猴类分化时,这些源自古代病毒感染的序列便已出现。这些人类内源性逆转录病毒(HERVs)曾被视为无用的DNA残渣,但近年研究发现,它们实为逆转录病毒的基因序列,其基因组由RNA构成。当细胞被逆转录病毒感染时,特定酶会将RNA转化为DNA并嵌入细胞。

斯坦福大学生物学家拉奎尔·富约旨在探究近期进化的病毒基因如何赋予人类发育必需的功能。她与团队研究了干细胞发育为胚状体(blastoid)的早期阶段——该胚状体模拟着床前的胚泡生长阶段。富约关闭LTR5Hs后发现:胚状体形成出现故障,其中负责发育为胚胎主体的上胚层组织无法正常生成。

她在《自然》期刊发表的研究中指出:"我们证实HERVK LTR5Hs的活性对胚状体形成及谱系身份至关重要。LTR5Hs元件发挥增强子作用,因此其抑制将严重干扰胚状体上胚层的转录组。"

上胚层对发育尤为关键,它将最终形成实际胚胎,并衍生出胎盘早期阶段(滋养层)及卵黄囊(下胚层)。研究发现HERVs在这些结构中高度表达,而特异性关闭LTR5Hs会影响下胚层与滋养层的细胞数量。在上胚层形成过程中,该操作阻碍了LTR5Hs对ZNF729基因表达的促进作用——该基因调控着胚胎生长相关基因的激活或抑制,进而驱动干细胞增殖并最终分化为特定组织。

富约推测ZNF729在灵长类进化中持续扩展。该基因结合并调控数百个重要基因,最终提升维持基础细胞功能的基因活性,使表达该基因的细胞在增殖中占据优势。ZNF729可能替代了旧有细胞增殖调控机制,成为胚胎着床前发育阶段的必需因子。

研究人员指出:"这些发现表明,基因调控网络的进化重塑不仅能催生物种特异性创新,还会创造新的依赖关系,使新近出现的元件和基因获得不可或缺的地位。"

【全文结束】

大健康
大健康