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生命科学学院韩管助课题组在逆转录病毒进化和多样性研究取得重要进展

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近期,进化生物学专业期刊Molecular Biology and Evolution(影响因子11.062)以“A sister lineage of sampled retroviruses corroborates the complex evolution of retroviruses”为题在线发表了澳门新葡萄京997755(www.997755.com)生命科学学院韩管助教授课题组关于逆转录病毒进化和多样性的最新研究进展。

逆转录病毒可广泛感染脊椎动物并引发多种疾病(如艾滋病、癌症等),对全球公共卫生健康构成了严重挑战。逆转录病毒的复制需要将病毒RNA逆转录成双链DNA并整合到宿主基因组中。逆转录病毒偶尔会感染宿主生殖细胞,整合的逆转录病毒便会从亲代传到子代,形成内源性逆转录病毒。内源性逆转录病毒记录了过去发生的病毒感染事件,为研究逆转录病毒的远古进化以及宿主与逆转录病毒间的进化军备竞赛提供了重要的“分子化石”。经过一百多年的研究,大约有70多种外源性逆转录病毒被发现。这些外源性逆转录病毒可以分为两个亚科,即正逆转录病毒亚科(Orthoretrovirinae)和泡沫逆转录病毒亚科(Spumaretrovirinae)。其中,正逆转录病毒亚科包括六个属,而泡沫逆转录病毒亚科包括五个属。另外,过去研究还在脊椎动物基因组中发现了数以万记的内源性逆转录病毒。目前一般认为逆转录病毒多样性框架已基本完成。

韩管助教授课题组通过系统发生基因组学的方法在脊椎动物基因组中发现了一类全新的逆转录病毒,并将其命名为洛基逆转录病毒(Lokiretrovirus)。洛基逆转录病毒可广泛感染脊椎动物,如七鳃鳗、辐鳍鱼纲、腹鳍鱼纲、两栖动物以及爬行动物。洛基逆转录病毒具有典型的逆转录病毒基因组特征,但又有其自身的特殊性。洛基逆转录病毒编码一个全新的SMC蛋白,该蛋白可结合DNA并在调控染色体动态过程中发挥重要的作用。另外,洛基逆转录病毒的被膜蛋白与一些负义单链RNA病毒(如副黏病毒科和肺炎病毒亚科病毒)的融合蛋白之间有明显的同源性,这打破了逆转录病毒和负义单链RNA病毒之间的边界。

通过对逆转录酶进行系统发生分析发现,洛基逆转录病毒是已知逆转录病毒的“姐妹群”,构成了逆转录病毒的一个新的亚科。洛基逆转录病毒的发现为研究逆转录病毒的远古进化提供了一个十分重要的节点。通过对逆转录病毒其它蛋白的进一步分析发现,逆转录病毒在进化过程中多次替换自身的核酸酶(RNase H)和整合酶(Integrase),说明结构域洗牌(domain shuffling)塑造了逆转录病毒基因组的复杂性。综上,洛基逆转录病毒的发现极大拓展了我们对于逆转录病毒多样性的认识,为理解逆转录病毒的起源、进化以及生物学提供了全新的视角。

相关研究发表在进化生物学专业期刊Molecular Biology and Evolution上(文章链接:http://doi.org/10.1093/molbev/msaa272),博士研究生王建华同学为第一作者,韩管助教授为通讯作者。相关研究受到国家自然科学基金、江苏省优势学科建设项目等的支持。


洛基逆转录病毒的宿主范围、基因组结构以及进化史

  • 更新时间

    2020年11月09日 14:17

  • 阅读量

  • 供稿

    生科院

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