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研究人员表示，古老的逆转录病毒在脊椎动物大脑的进化中发挥了关键作用
发布时间：2025-05-04 19:18:53 来源：敬授民时网 作者：综合
有髓鞘的少突胶质细胞（绿色）。致谢:uux.cn/佩吉·阿辛克，古老关键阿尔托斯实验室-剑桥科学研究所
（神秘的逆动物大脑的进地球uux.cn）据Cell Press：研究人员在《细胞》杂志上报道说，古老的转录作用病毒可能要感谢髓磷脂——以及我们庞大而复杂的大脑。
研究小组发现，脊椎逆转录病毒衍生的化中遗传元件或“逆转录转座子”对哺乳动物、两栖动物和鱼类的发挥髓鞘产生至关重要。他们称之为“逆髓鞘”的研究基因序列可能是古代病毒感染的结果，对哺乳动物、表示病毒两栖动物和鱼类中逆髓鞘的古老关键比较表明，逆转录病毒感染和基因组入侵事件在这些群体中分别发生。逆动物大脑的进
“脊椎动物进化的转录作用起飞需要逆转录病毒，”剑桥科学研究所阿尔托斯实验室的脊椎资深作者兼神经科学家罗宾·富兰克林说。“如果我们没有逆转录病毒将它们的化中序列插入脊椎动物的基因组，那么髓鞘形成就不会发生，如果没有髓鞘形成，我们所知道的脊椎动物的整个多样性就永远不会发生。”
髓鞘是一种复杂的脂肪组织，包裹着脊椎动物的神经轴突。它能够在不增加轴突直径的情况下实现快速冲动传导，这意味着神经可以更紧密地聚集在一起。它还为神经提供代谢支持，这意味着神经可以更长。
髓磷脂首次出现在生命树中的时间与jaws差不多，它在脊椎动物进化中的重要性早已得到认可，但直到现在，人们还不清楚是什么分子机制触发了它的出现。
研究人员在检查少突胶质细胞（中枢神经系统中产生髓磷脂的细胞）所利用的基因网络时，注意到了后髓磷脂在髓磷脂产生中的作用。具体来说，该团队正在研究包括逆转录转座子在内的非编码区域在这些基因网络中的作用——这是以前在髓磷脂生物学背景下没有探索过的事情。
“反转录转座子约占我们基因组的40%，但对它们如何帮助动物在进化过程中获得特定特征一无所知，”第一作者、Altos Labs-Cambridge Institute of Science的计算生物学家Tanay Ghosh说。“我们的动机是了解这些分子如何帮助进化过程，特别是在髓鞘形成的背景下。”
在啮齿动物中，研究人员发现髓鞘后体的RNA转录物调节髓鞘碱性蛋白的表达，髓鞘碱性蛋白是髓鞘的关键成分之一。当他们在实验中抑制少突胶质细胞和少突胶质细胞祖细胞（少突胶质细胞来源的干细胞）中的髓磷脂后，这些细胞不再能产生髓磷脂碱性蛋白。
为了检查髓磷脂是否存在于其他脊椎动物物种中，研究小组在有颌脊椎动物、无颌脊椎动物和几种无脊椎动物物种的基因组中寻找类似的序列。他们在所有其他类别的有颌脊椎动物（鸟类、鱼类、爬行动物和两栖动物）中发现了类似的序列，但在无颌脊椎动物或无脊椎动物中没有发现类似的序列。
富兰克林说:“有一种进化驱动力使我们轴突的冲动传导更快，因为更快的冲动传导意味着你可以更快地抓住东西或逃离东西。”
接下来，研究人员想知道是否所有有颌脊椎动物的祖先都曾整合过髓磷脂，或者在不同的分支中是否有单独的逆转录病毒入侵。
为了回答这些问题，他们构建了22种有颌脊椎动物的系统进化树，并比较了它们的髓磷脂序列。分析显示，髓磷脂后体序列在物种内比在物种间更相似，这表明髓磷脂后体是通过趋同进化过程多次获得的。
研究小组还表明，髓磷脂在鱼类和两栖动物的髓鞘形成中起着功能性作用。当他们在实验中破坏斑马鱼和青蛙受精卵中的髓磷脂后基因序列时，他们发现发育中的鱼和蝌蚪产生的髓磷脂明显少于平时。
研究人员表示，这项研究强调了基因组非编码区对生理和进化的重要性。“我们的发现为探索逆转录病毒如何更普遍地参与指导进化开辟了一条新的研究途径，”戈什说。
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