研究人员发现人类DNA中的“化石”病毒基因是活跃的

来源：news medical | 校审：James Ives | 2019-11-5 | 翻译：聚生物

华盛顿大学医学院(University of Washington School of Medicine)和加拿大魁北克拉瓦尔大学医学院(Laval University School of Medicine)的研究人员称，一种数千年前被整合入人类基因组的病毒的基因很活跃，在人类大脑和其他组织中产生蛋白质。

他们的发现可能有助于解释为什么遗传了这种“化石病毒”的人似乎更容易患上多发性硬化症和老年痴呆症等神经退行性疾病。

“有报道称，这种被称为人类疱疹病毒-6的病毒可以重新激活，但如果真的激活了，这种情况很少见。我们想知道的是，在没有完全激活病毒的情况下，病毒的一些个别基因是否被激活了。”亚历克斯·格林杰（Alex Greninger）博士，华盛顿大学实验室医学助理教授说。

《Virology》杂志最近发表了这篇文章。该研究的主要作者是格伦宁格实验室的生物信息学家维卡斯·佩杜(Vikas Peddu)和拉瓦尔大学的伊莎贝尔·迪比克(Isabelle Dubuc)。该项目由格雷宁格和拉瓦尔大学微生物学和免疫学教授路易斯·弗拉芒(Louis Flamand)领导。

研究人员对两种人类疱疹病毒6型(HHV-6)很感兴趣，这种病毒可以整合到染色体中并像其他人类基因一样遗传。HHV-6B会导致常见的儿童疾病——玫瑰疹。这种感染影响了大约90%的儿童的早期生活，导致高烧和皮疹。然而，对第二种病毒HHV-6A的了解相对较少。感染后，这两种病毒可以在体内保持休眠状态，之后重新激活，特别是在免疫系统受到抑制的人体内。

在这项新的研究中，研究人员观察了一种病毒，这种病毒不是通过感染获得的，而是每一百个人中就有一个人的基因组遗传了这种病毒。大约8%的人类DNA来自于很久以前插入我们基因组的病毒，这些外来基因很多情况下是数百万年前插入我们祖先的基因组中。

这些病毒基因大多数来自于逆转录病毒（属于RNA病毒），在感染细胞时将自身基因的DNA拷贝插入我们的基因组。HHV-6病毒是独一无二的，因为它是唯一已知的人类DNA疱疹病毒，可以整合到人类基因组，并可常规遗传。HHV-6的基因组可能被意外地复制到人类基因组中，因为它有重复的DNA序列，这些序列与在人类染色体中发现的类似。

在进行这项研究的过程中，研究人员分析了650人的基因组序列数据库，这些人在去世前同意对他们的DNA基因组进行研究。科学家们还获得了多达40个组织样本中的细胞RNA。

由于细胞必须先将活性基因的指令转化为RNA，然后才能用来制造蛋白质，因此不同组织中的RNA序列可以揭示哪些基因在不同的细胞类型中是活跃的，哪些是不活跃的。

“许多人类基因组学家忽视了人类基因组中HHV-6的整合序列。它们不在人类的参考序列中，也不常见到引起人们注意。”格伦宁格（Greninger）说。

研究人员鉴定出六人的基因组整合了HHV-6：两人含有HHV-6A，四人合有HHV-6B。RNA序列显示，在这些个体中，许多病毒基因被积极表达，特别是一个叫做U90的基因和另一个叫做U100的基因。

在大多数组织中，表达水平较低，偶有表达，但最高表达的部位为食管、睾丸、肾上腺和大脑。U100基因编码的病毒蛋白是病毒外壳或包膜的一部分。U90编码一种被称为反激活因子的蛋白质，这意味着它促进其他基因的表达。

在另一项研究中，加拿大的研究人员收集了一些样本，研究表明，携带HHV-6基因的个体对病毒蛋白的免疫反应更强。

弗拉芒（Flamand）说：“这表明，尽管病毒基因长期以来一直是其基因组的一部分，但携带这种基因的人的免疫系统仍然认为病毒蛋白是外来的。”“我们仍然需要知道免疫系统是如何受到这些内源性病毒的影响，或者是如何对抗这些病毒的，从而理解这种增强的针对HHV-6蛋白的免疫反应意味着什么。”

格伦宁格说，这些蛋白质对人类细胞的生物学影响尚不清楚。“激活蛋白U90主要负责打开病毒基因组。就好像这个僵化的病毒在试图重新激活自己。”

“我们想要回答的一个问题是，‘这个150kb的病毒基因组对人类基因的表达有什么影响?我们不知道，因为它只存在于1%的人口中。这将需要分析来自与RNA转录序列相关的大型生物信息库的数据和参与者的完整医疗记录，以确定这些遗传的HHV-6基因组可能在哪些疾病中发挥作用，”他说。

这项工作是由加拿大心脏和中风基金会和加拿大健康研究院提供的资助实现的。

Source:

University of Washington School of Medicine

Journal reference:

Peddu, C., et al. (2019) Inherited chromosomally integrated HHV-6 demonstrates tissue-specific RNA expression in  vivo that correlates with increased antibody immune response. Journal of Virology. doi.org/10.1128/JVI.01418-19.

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