一项研究表明，数亿年前感染脊椎动物的古老病毒在我们先进的大脑和庞大的身体的进化中发挥了关键作用。
这项研究发表在2月15日(2024年)的《细胞》杂志上，研究了髓磷脂的起源，髓磷脂是一种脂肪组织的绝缘层，形成于神经周围，使电脉冲传播得更快。
根据这组作者的说法，从逆转录病毒——侵入宿主DNA(脱氧核糖核酸)的病毒——获得的基因序列对髓磷脂的产生至关重要，现在在现代哺乳动物、两栖动物和鱼类中发现了这种代码。
该研究的资深作者、英国阿尔托斯实验室-剑桥科学研究所的神经科学家罗宾·富兰克林博士说:“我发现最引人注目的是，我们所知道的所有现代脊椎动物的多样性，以及它们的体型:大象、长颈鹿、水蟒、牛蛙、秃鹫，都不会发生。”
追踪基因
在富兰克林博士实验室的计算生物学家和遗传学家Tanay Ghosh博士领导的一项新研究中，分析人员在基因组数据库中搜索，试图发现可能与产生髓磷脂的细胞相关的基因。
具体来说，他对探索基因组中神秘的“非编码区域”很感兴趣，这些区域没有明显的功能，曾经被视为垃圾，但现在被认为具有进化重要性。
Ghosh博士的研究落在了一个来自内源性逆转录病毒的特定序列上，该病毒长期潜伏在我们的基因中，该团队将其命名为“逆转录髓磷脂”。
为了验证他们的发现，研究人员进行了一些实验，在实验中，他们破坏了大鼠细胞中的后缩髓磷脂序列，发现它们不再产生髓磷脂形成所需的基本蛋白质。
接下来，他们在其他物种的基因组中寻找类似后髓磷脂的序列，在有颌脊椎动物(即哺乳动物、鸟类、鱼类、爬行动物和两栖动物)中发现了类似的代码，但在无颌脊椎动物或无脊椎动物中没有发现。
这让他们相信，这个序列出现在生命之树上的时间大约是与颌骨同时出现的，颌骨在大约3.6亿年前的泥盆纪(被称为鱼的时代)首次进化。
富兰克林博士说:“让神经纤维更快地传导电脉冲的进化压力一直存在。”
“如果它们做得更快，那么你就能更快地采取行动，”他补充说，这对试图捕捉猎物的捕食者和试图逃跑的猎物都很有用。
髓磷脂能够在不扩大神经细胞直径的情况下实现快速的脉冲传导，从而使它们更紧密地聚集在一起。
它还提供结构支撑，这意味着神经可以长得更长，从而使四肢更长。
在髓磷脂缺失的情况下，无脊椎动物找到了其他更快地传递信号的方法——例如，巨型鱿鱼进化出了更宽的神经细胞。
最后，研究小组想要了解逆转录病毒感染是否只发生在一个祖先物种身上一次，还是发生了多次。
感染浪潮
为了回答这个问题，他们使用计算方法分析了22种有颌脊椎动物的后髓磷脂序列，发现这些序列在物种内部比在物种之间更相似。
研究小组说，这一发现表明，多次感染导致了我们今天看到的脊椎动物物种的多样性。
富兰克林博士说:“人们倾向于认为病毒是病原体或致病因子。”
但现实情况要复杂得多，他说:在历史上的不同时期，逆转录病毒进入了基因组，并将自己整合到一个物种的生殖细胞中，从而使它们能够遗传给后代。
最著名的例子之一是胎盘——这是大多数哺乳动物的决定性特征之一——我们从很久以前嵌入我们基因组的病原体中获得了胎盘。
Ghosh博士说，髓磷脂的发现可能只是一个新兴领域的又一步。
“从生物学的角度来看，这些序列是如何驱动不同的进化过程的，还有很多事情需要理解，”他说。-法新社新闻
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