2020-05-31 07:36
地球上有各種各樣的病毒。病毒也與人類的進化密切相關(guān)。太古病毒進入人類祖先的細胞,彼此的基因不知不覺地融為一體。病毒的基因至今仍寄宿在我們身上,支撐著孕育生命的胎盤和大腦的作用。新型冠狀病毒顯示了病原體的可怕。面對殘酷的現(xiàn)實,每個人肯定都討厭“棘手的病原體”。如果病毒被說成是“進化的伴跑者”,壞印象會改變嗎?
在母親的肚子里,保護嬰兒的胎盤。送去營養(yǎng)和氧氣,孕育本應是母親“異物”的嬰兒。除了一部分物種以外,只有哺乳動物擁有的這總養(yǎng)育孩子的機制。所以會覺得“哺乳動物的進化機制很厲害”,其實演出這個奇跡的機制是因為病毒。
被稱為逆轉(zhuǎn)錄病毒的幾個種類,將自己的遺傳信息編入被感染生物的DNA中。外地人的基因被趕出去是常事,但偶爾也會賴在那里。成為生物基因組(全部遺傳信息)的一部分,成為“內(nèi)在性病毒”的存在。
內(nèi)源性病毒等約占人類基因組的8%。人類基因組中涉及生命活動等的占1~2%左右,病毒交接的遺傳信息的影響很大。根據(jù)不同的看法,可以說進化的去向掌握在病毒手中。
潛伏在哺乳動物基因組中的病毒是引人注目的。東京醫(yī)科齒科大學的石野史敏教授注意到了人類等許多哺乳類動物中的基因“PEG10”。在小鼠實驗中停止PEG10的功能,胎兒死了,不能胎盤。PEG10在哺乳動物中也不是產(chǎn)蛋的鴨嘴獸,他總覺得類似于病毒的基因。
後來據(jù)表明:“大約1億6000萬年前,病毒感染了哺乳動物的祖先,并帶來了PEG10。以此為契機形成了胎盤“。由于胎盤,嬰兒的存活率大大提高。
已經(jīng)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了病毒在進化掌舵中的證據(jù)。哺乳動物的另一個基因“PEG11”對于胎盤的細小血管是必不可少的。大約1億5000萬年前感染的病毒攜帶PEG11,似乎擴展了胎盤的功能。
病毒潛藏在DNA中是有原因的。“避免生物免疫細胞的攻擊,也可以制造地盤”(石野教授)。病毒只能在活細胞中增加。或許它還想促進受感染生物的進化,建立自己的“安居之地”。
東海大學的今川和彥教授說:“在過去的5000萬年里,10多種病毒進入了各種動物的基因組,形成了各自的胎盤?!比祟惡推渌`長類動物的胎盤很少有將母親和胎兒血管隔開的組織。猴子同伴中發(fā)現(xiàn)的基因“辛西汀2”,原因是大約4000萬年前感染的病毒。在沿著進一步向人類和大猩猩進化道路的部分祖先中,3000萬年前感染的病毒送入了基因“辛西汀1”。
在早期哺乳動物中,PEG10產(chǎn)生了原始胎盤。在人等人中,辛西汀基因發(fā)揮了細胞融合的力量,提高了胎盤的完成度。原來的辛西汀基因制造了作為病毒身體的蛋白質(zhì),但一旦與哺乳動物一體化,就改變了作用??梢哉J為,它擔負著保護繼承父親遺傳物質(zhì)的嬰兒免受母親免疫排斥的作用。
石野教授指出:“哺乳動物在腦功能的發(fā)展中也借助了病毒的進化?!薄按蟾攀遣《編淼男禄蚩刂屏俗兊脧碗s的大腦的作用吧。”這是因為病毒被稱為“進化的伴走者”。
有很好了解病毒影響的植物的研究。東京農(nóng)工大學和東北大學等的團隊捕捉到了病毒改變佩突尼亞花的樣子?;ò甑陌咨糠?,當長眠于基因組中的帕拉逆轉(zhuǎn)錄病毒開始活動時就會上色。在大麗花和林多也有類似的現(xiàn)象。東京農(nóng)工大學教授福原敏行說:“一部分可能是病毒干的?!?/p>
沒有發(fā)現(xiàn)像哺乳類動物那樣在進化的一段時間內(nèi)有10種以上的基因從病毒中進入的例子。哺乳類動物也是利用病毒來進化形狀和改善功能的吧。以進化歷史為鄰居走過的病毒與生物的共存關(guān)系今后還將繼續(xù)。(草塩拓郎)