人類基因組並非完全是人類的。
事實上，我們 DNA 的約 8% 源於病毒，是數百萬年前古代入侵的殘餘。透過感染精子和卵子，病毒 DNA 進入了種系 DNA——傳遞給後代的遺傳資訊——並留存了下來。
研究人員可以找到這些片段並研究它們的作用。但是，由於這些片段在很久以前就侵入了我們的 DNA，科學家們一直無法在自然界中觀察到這個過程的展開——並瞭解基因組是如何對抗這種滲透的。
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馬薩諸塞大學醫學院的遺傳學家威廉·瑟考夫說：“這是一個罕見的事件，所以基本上，它從未被直接研究過，當然在哺乳動物中也沒有。”
“這就是考拉的用武之地。”
考拉逆轉錄病毒（KoRV） 一直在 澳大利亞從北到南的考拉種群中傳播。它像其他型別的病毒一樣在動物之間傳播——稱為水平傳播——但它也開始悄悄地進入種系。現在出生的考拉，其基因組中已經整合了病毒——垂直傳播。
這種病毒使考拉容易感染和患上癌症。但也為科學家提供了一個研究病毒從外源（外部）到內源（內置於基因組）轉變過程的機會，這個過程在人類身上已經數十萬年沒有發生過了。這就像一個有袋動物啟用的時間機器。
康奈爾大學分子生物學和遺傳學教授塞德里克·費斯科特說：“考拉提供了這個理想的系統，因為這是在野外、在自然界中非常壯觀的入侵。” “這種例子相對較少。”
在 一篇新論文中，瑟考夫和同事報告了一種似乎是初始的免疫樣反應，細胞部署這種反應來識別病毒是外來的，並試圖阻止它們增殖。鑑於病毒確實進入了基因組，這種方法並不總是有效。但是研究人員描述的系統透過區分外來物與自身的不同之處來發揮作用，並試圖阻止它。
瑟考夫說：“我們認為我們偶然發現了這種先天識別反應。”
這項研究於週四發表在《細胞》雜誌上，依賴於來自兩隻感染了 KoRV 的野生考拉的樣本——睪丸、肝臟和大腦。
未參與這項研究的研究人員表示，這項研究突出了一個重要的假設，但所描述的系統並不能完全解釋細胞如何區分來自病毒的基因和來自自身的基因。
費斯科特說：“他們為這個謎題帶來了一塊新的拼圖。” “這個謎題尚未完成。”
像 KoRV 這樣的逆轉錄病毒透過將其基因組插入受感染細胞的 DNA 中進行復制。（HIV 是最著名的逆轉錄病毒的例子。）如果它們感染生殖細胞，它們嵌入的 DNA 就是種系，病毒 DNA 可能會搭上便車進入後代。
一般來說，一旦病毒 DNA 在動物的基因組中定居下來，隨著時間的推移，它會發生突變並失去其感染能力。
馬薩諸塞大學醫學院的計算生物學家翁志平說：“這幾乎就像碳年代測定法。”翁志平與瑟考夫一起是該論文的資深作者。“你可以判斷這些序列很老，因為它們拾取了很多缺陷片段，所以它們不起作用。”
即使經過數百萬年的病毒 DNA 片段的傳遞和突變，它們有時仍然可以表達併產生蛋白質。它們偶爾在進化中發揮關鍵作用：例如，內源性逆轉錄病毒幫助推動了哺乳動物胎盤的發育。
然而，一般來說，動物基因組擁有抑制病毒基因表達的工具。瑟考夫說，如果這是一種對病毒 DNA 入侵的二級免疫反應——一種專門抑制某些基因的反應——那麼新論文中描述的系統就像一種主要的、更廣泛的防禦。
瑟考夫將它比作免疫系統在你感染病毒時（比如流感）的反應方式。身體識別出讓你生病的流感病毒株，並開始製造旨在消滅該特定病毒的抗體——這稱為適應性免疫。
但是，存在一種初始的、先天的反應，其中免疫系統將病毒識別為某種普遍外來的東西——與宿主不同——並試圖抵禦它。它不如適應性免疫那樣強大或精確，但它可以幫助爭取時間，因為適應性免疫會對特定的入侵者進行分類並加強抗體。
瑟考夫說：“事實證明，基因組基本上具有與一般免疫反應相同的兩階段系統。”
根據新的研究，當病毒在細胞中洩露其存在時，這種先天基因組系統就會啟動。當基因表達時，會產生一段帶有蛋白質製造指令的 RNA。在這個過程中，將蛋白質組裝在一起不需要的遺傳片段會被切除或剪接。然而，病毒會產生一段未剪接的 RNA。新論文表明，這就像躲貓貓遊戲中的電話鈴聲：未剪接的序列會提醒細胞存在目標。細胞反過來試圖阻止病毒複製。
塔夫茨大學的病毒學家約翰·科芬沒有參與這項研究，他說他想知道生殖細胞的反應是否是身體更廣泛的免疫反應的一部分，以識別病原體——遺傳鬥爭是身體努力抵禦感染的一個方面。他說，從進化的角度來看，這更有意義。
費斯科特指出，一些宿主基因也未剪接，或以其他方式剪接。這意味著論文中描述的系統必須有其他方法來區分宿主基因和外來基因。
他說：“僅靠剪接是不夠的——肯定還有其他因素在起作用，”他補充說，這篇論文“使我們離弄清楚”整個過程“更近了一步”。
對於他們未來的研究，瑟考夫和翁希望以更詳細的方式瞭解細胞如何識別病毒 DNA。他們還在嘗試更好地瞭解病毒如何逃避免疫防禦，並在我們的基因組中找到新的家園。