科學家關注蝙蝠群交換免疫基因帶來病毒耐受性的演化的現象
蝙蝠攜帶一些最致命的人畜共患病,如伊波拉病毒和COVID-19。德州農工大學的研究小組最近在《細胞基因組學》(Cell Genomics)雜誌上發表了一篇文章,揭示了某些種類的蝙蝠之所以能抵禦它們攜帶的病毒,是因為它們在季節性交配時通常會交換免疫基因。
德州農工大學獸醫與生物醫學科學學院(VMBS)的Nicole Foley 博士說:「了解蝙蝠是如何進化出病毒耐受力的,可能有助於我們了解人類如何才能更好地對抗新出現的疾病。作為基因組學家,我們的工作常常為直接研究病毒傳播的科學家的研究奠定基礎。他們可能正在開發疾病疫苗或監測易感動物種群。我們相互依賴,才能在下一次大流行中保持領先。”
一隻正在捕食的鼠耳蝠。圖片來源:Nicole Foley 博士/德州農工大學獸醫與生物醫學學院
由於蝙蝠通常對其攜帶的疾病具有免疫力,福里和獸醫綜合生物科學系教授比爾-墨菲博士認為,研究蝙蝠的疾病免疫力可能是預防下一次全球大流行的關鍵。
福里說:”由於COVID-19 大流行,預測和預防疫情爆發成為研究人員和公眾的首要任務。有幾種蝙蝠對危害人類健康的病毒有耐受性,這意味著它們會成為疾病的貯藏庫–它們攜帶病毒,但關鍵是它們不會出現症狀”。
長耳鼠耳蝠。圖片來源:Nicole Foley 博士/德州農工大學獸醫與生物醫學科學學院
為了準確揭示蝙蝠是如何進化出對這些致命病毒的耐受力,弗利、墨菲和他們的國際研究夥伴繪製了蝙蝠的進化樹圖,他們知道這對於試圖確定哪些基因可能參與其中至關重要。
“鼠耳蝠是哺乳動物中的第二大屬,有140 多個物種,”她說。”它們幾乎遍布世界各地,並寄生著多種多樣的病毒。鼠耳蝠和其他蝙蝠物種在交配期間也有成群行為,這給弄清物種間的關係增加了困難。”
一起棲息的長耳鼠耳蝠。圖片來源:Nicole Foley 博士/德州農工大學獸醫與生物醫學學院
Foley 說:”你可以把群體行為想像成社交聚會;這裡有大量的飛行活動、更多的交流和物種間的交融,對蝙蝠來說,這和去夜總會沒什麼兩樣。”
讓研究人員感到複雜的是,蝙蝠群會產生更多的雜交種–父母來自不同物種的個體蝙蝠。
Foley 說:「鼠耳蝠的問題在於種類繁多,大約有130 種,但它們看起來都非常相似。很難將它們彼此區分開來,而雜交則使區分變得更加困難。如果我們想弄清楚這些蝙蝠是如何進化的,從而了解它們的疾病免疫力,那麼能夠分辨出誰是誰就非常重要了。”
長耳鼠耳蝠。圖片來源:Nicole Foley 博士/德州農工大學獸醫與生物醫學科學學院
有鑑於此,為了繪製出鼠耳蝠之間的真實關係圖,弗利和墨菲首先解開了雜交的遺傳密碼,這樣他們就能更清楚地分辨出哪些物種是鼠耳蝠。
她解釋說:「我們與愛爾蘭、法國和瑞士的研究人員合作,對60種蝙蝠的基因組進行了測序。這使我們能夠弄清楚DNA中哪些部分代表了物種的真實進化史,哪些部分是雜交產生的。”
在解決了這部分難題後,研究人員終於能夠更仔細地研究遺傳密碼,看看它如何可能揭示疾病免疫。他們發現,免疫基因是蜂擁時物種間最常交換的一些基因。
“對於研究人員來說,群聚行為一直是個謎,”Foley 說。”現在我們對這種特殊行為進化的原因有了更好的理解–也許是為了促進雜交,這有助於在整個種群中更廣泛地傳播有益的免疫基因變體。”
Nicole Foley 博士和William Murphy 博士。資料來源:德州農工大學獸醫與生物醫學科學學院
Foley 和Murphy 的發現為我們提出了關於雜交在演化中的重要性的新問題。
Foley指出:「雜交在我們的發現中所起的作用比我們預想的要大得多。這些結果讓我們不禁要問,迄今為止,雜交在多大程度上掩蓋了基因組學家對哺乳動物進化史的了解。現在,我們希望找出哺乳動物之間發生雜交的其他情況,看看我們能了解它們之間的關係,甚至基因組是如何以及為什麼會以這種方式組織起來的。”
編譯來源:ScitechDaily