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Nature:蝙蝠基因组揭示它们如何携带致命病毒生存6500万年!

来源:本站原创 2020-07-27 19:26

2020年7月27日讯 /生物谷BIOON /——虽然SARS-CoV-2病毒已经感染了1400多万人,但蝙蝠一直感染类似病毒,却没有任何已知症状。现在,跨越蝙蝠族谱的六个物种的最新基因组测序揭示了6500万年来它们是如何智胜病毒的。

耶鲁大学研究蝙蝠进化的博士后Laurel Yohe说,这项发现是"了解蝙蝠超级免疫系统的一个很好的起点",他没有参与这项工作。

蝙蝠有1400多种,是地球上第二大物种。它们生活在除南极洲以外的每个大陆上,体型从2克到1000多克不等。它们会飞,会用回声定位,有些还能活到41岁--对它们这种体型的动物来说,这已经很长时间了。众所周知,它们还携带许多不同种类的病毒,包括冠状病毒,但没有不良影响。

为了发现它们的秘密,一个国际联盟在2017年启动了Bat1k项目,即bat 1000的缩写,对所有蝙蝠物种进行基因组测序。该联盟近日在《自然》杂志上报道,其中6个基因组的测序现已完成。

图片来源:Brock and Sherri Fenton

生态健康联盟(EcoHealth Alliance)的疾病生态学家Jon Epstein没有参与这项工作,他说,这些基因组比以前测出的蝙蝠基因组更全面、更准确。"这使得研究人员可以与包括人类在内的其他动物进行比较。"

该联盟的研究人员正是这样做的,将新测序的基因组与其他42种哺乳动物的基因组进行比较,这些哺乳动物从海牛到人类。他们发现,蝙蝠的近亲不是树鼩、飞行狐猴,甚至也不是老鼠,相反,它们很早就形成了自己的种群,可能与那些最终进化成马、穿山甲、鲸鱼和狗的哺乳动物有共同的祖先。

进一步的分析显示,蝙蝠至少有10个基因被其他哺乳动物用来增强抗感染的炎症反应。但它们也有额外的副本和抗病毒基因的修改,这可能解释了它们对疾病的高耐受性。最后,它们的基因组中散落着过去病毒感染产生的DNA片段,这些片段在病毒基因组复制时被纳入其中。

"这些非蝙蝠的基因会留下一种医疗记录……一份以前感染的日记。"研究小组报告说,这篇日记揭示出,随着时间的推移,蝙蝠可能比其他所有哺乳动物感染了更多的病毒,甚至被认为只攻击鸟类的病毒感染。西雅图华盛顿大学的进化生物学家Sharlene Santana说:"研究结果表明,蝙蝠比其他哺乳动物更能有效地忍受病毒感染并生存。"

这项分析还可能解决蝙蝠回声定位的进化起源,蝙蝠通过发出声音来帮助它们定位昆虫猎物。一些研究人员认为,回声定位在蝙蝠进化史中进化较晚,甚至可能进化了两次。但是,研究小组报告说,这五种进行回声定位的蝙蝠拥有相同版本的涉及听力的几个基因,这表明这些基因可能是在蝙蝠的祖先进化而来的。

在接下来的一年里,Bat1K的研究人员计划对另外27个基因组进行排序--每个家族一个蝙蝠。该项目的联合创始人、都柏林大学的动物学家Emma Teeling说,他们现在正在寻求资金来完成剩下的工作。然而,前六个基因组将继续产生影响,大峡谷州立大学的进化生物学家Amy Russell说。"我认为这篇论文在未来几年将会非常有影响力。"(生物谷Bioon.com)

参考资料:


Six reference-quality genomes reveal evolution of bat adaptations, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2486-3

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