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大发娱乐DNA中的古代病毒入侵者有助于对抗今天的感染

 

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(盐湖城)——大约8%的人类DNA来源于病毒:这是传染性病毒和大发娱乐祖先之间古代战争的残余. 这些所谓的内源性病毒通常被认为只是一种奇怪的东西,没有明确的生物学意义. 但是科学家们的一项新研究 犹他大学医学院 表明进化已经将这些病毒残骸中的一些重新利用成对抗同类的武器.

Published in Science on March 4, 科学家们报告说,嵌入大发娱乐基因组的病毒DNA片段正在调节基因,这些基因是大发娱乐先天免疫系统的组成部分, 抵御病原体的第一道防线, including viruses. 当一些外来代码被实验性地移除, 防御系统变得残废.

大发娱乐表明,这些内源性病毒中的一些已经塑造了大发娱乐的生物学,”csamdric Feschotte博士说.D.他是人类遗传学的资深作者和副教授. “哺乳动物基因组中有病毒DNA的储存库,它们推动了先天免疫系统的创新."

人类先天免疫系统打败外来入侵者的能力取决于协调良好的反应. Upon infection, 细胞通过释放干扰素发出无声警报, 这是一种分子信号,可以触发附近的细胞激活由数百个基因组成的武器库,以抵御入侵者. 通过分析来自人类细胞的公开可用基因组数据集, 作者发现了数千种内源性逆转录病毒,它们似乎被干扰素激活. However, 因为这些逆转录病毒在数百万年前就闯入了大发娱乐的基因组, 它们早就失去了产生传染性颗粒的能力. 这些干扰素诱导因子在现代的潜在功能的一个线索来自于它们在基因组中的位置. 而不是随机分布, 它们在已知免疫功能的基因附近富集.

“这些对大发娱乐来说是第一个迹象,表明其中一些元素可能真正参与了免疫基因的开启,Feschotte说,他与人类遗传学助理教授和共同资深作者合作了这个项目 Nels Elde, Ph.D.和主要作者爱德华·庄博士.D.Jane Coffin Childs博士后研究员.

为了测试病毒DNA片段对免疫是否真的很重要, 科学家们在细胞培养中使用基因编辑工具CRISPR/Cas9逐个去除这些病毒序列, 每个都位于已知的免疫基因附近. 在缺乏外源编码的突变细胞中,邻近的免疫基因不能正常启动以响应干扰素, 证明它们是病毒衍生的开关. 此外,当细胞缺乏病毒DNA元素时 AIM2 免疫防御基因被病毒感染, 它们执行有效免疫反应的能力大大降低. Taken together, 研究结果表明,古代病毒DNA对于建立抵御当今病毒感染的适当防御已经变得非常重要.

Feschotte, Chuong, Elde
Feschotte, Chuong, Elde

因为类似的病毒衍生开关嵌入在许多免疫基因附近, 这意味着它们一起大发娱乐协调大发娱乐的细胞防御. “干扰素的反应就像细胞的警报系统. 大发娱乐发现这个系统中一些最重要的开关实际上来自古老的病毒," explains Chuong. 该报告还发现了其他内源性逆转录病毒可能独立地“连接”其他哺乳动物的干扰素反应的线索, 潜在地指出了物种特异性免疫反应背后的广泛机制.

“先天免疫系统回收了一些病毒残留物,这可能不是偶然的。”, says Elde. 免疫防御不断受到病原体的挑战,病原体迅速进化并改变入侵策略. In order to keep up, 进化只是重组了以前由病毒大发娱乐提供的遗传物质.

“许多病毒最初进入大发娱乐的基因组是作为病毒复制过程的一部分,”埃尔德说. “进化过程使局面对大发娱乐有利."

爱德华·钟的研究, Nels Elde, 和csamdric Feschotte将作为一份题为, "通过内源性逆转录病毒的共选择来调节先天免疫的进化" in Science on March 4, 2016

这项研究得到了美国国立卫生研究院(GM082545)的支持, GM114514, GM112972, GM059290), 简·科芬·蔡尔兹纪念基金, 以及皮尤慈善信托基金.

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