如何復活一種已滅絕的逆轉錄病毒

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法國研究人員復活了一種大約五百萬年前被困在人類基因組中的逆轉錄病毒。這種病毒是透過人類DNA中現有的序列拼湊而成的,能夠微弱地感染哺乳動物細胞,表明它的工作方式與已滅絕的生物體類似。

逆轉錄病毒將其DNA插入宿主基因組以進行繁殖,但如果它們停留足夠長的時間,它們可能會發生突變,阻止它們再次彈出。人類基因組中近8%由這種捕獲的逆轉錄病毒DNA序列組成,這些序列在數千年間逐漸變得混亂。然而,最近獲得的一些序列幾乎是完整的。它們屬於一個已滅絕的逆轉錄病毒家族,稱為HERV-K(人類內源性逆轉錄病毒,K型)。一些HERV-K元件似乎在胎盤發育中發揮作用,甚至在某些腫瘤中引起類似病毒顆粒的形成。然而,研究人員無法從人類樣本中分離出功能性的、有感染性的HERV-K病毒來研究其可能的功能。

法國維勒瑞夫古斯塔夫-魯西研究所的蒂埃裡·海德曼及其同事透過比較30個不同的HERV-K序列,繞過了這個障礙。對於他們最終序列中的每個位置,他們根據10月31日線上發表在《基因組研究》雜誌上的一篇論文,分配了在該位置30個原始序列中最常見的核苷酸鹼基。他們將最終的病毒產物稱為“鳳凰”。當他們將“鳳凰”暴露於培養的人類和哺乳動物細胞時,他們觀察到尖刺狀的病毒顆粒從細胞中脫落並在細胞之間漂浮。細胞的基因組也包含新的HERV-K序列,表明病毒已經感染了它們。


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該小組還發現,他們可以透過拼接來自三個已知序列的元件來重建一種具有感染性的類“鳳凰”病毒,他們說,這個過程原則上可能發生在活人身上。幸運的是,“鳳凰”本身感染細胞的能力很弱,而拼接版本的感染性甚至更弱,這可能是因為細胞對逆轉錄病毒的防禦,研究人員報告說。他們指出,研究人員現在可以使用“鳳凰”作為一種參考,來研究自發性HERV-K活動在癌症中可能起到的作用。

該團隊宣告,“鳳凰”病毒的處理符合法國法規,並且只會傳送給同意遵守生物安全等級3預防措施的其他實驗室——這是第二嚴格的等級。正如美國研究人員去年報告的那樣,他們在重建導致1918年大流行的流感毒株時使用了相同的安全等級。然而,一些研究人員對以這種方式復活逆轉錄病毒提出異議。羅格斯大學的分子生物學家理查德·埃布賴特強調,該小組不可能事先知道或預測到該病毒的低感染性,因此應該在尋求國家或國際審查後,在最高安全等級下進行這項工作。

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