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病毒被揭示是人类进化的主要驱动力

2019-01-18 11:09:39 • 来源：

病原体与宿主之间的持续战斗长期以来一直被认为是进化的关键驱动因素，但到目前为止，科学家还没有工具在物种和基因组之间全面研究这些模式。在一项新的研究中，研究人员应用大数据分析来揭示病毒对人类和其他哺乳动物进化的影响的全部程度。他们的研究结果表明，由于人类与黑猩猩的分歧是由病毒驱动的，因此所有蛋白质适应性都有惊人的30%。

病毒被揭示是人类进化的主要驱动力

“当你在进化的某个时刻出现大流行病或流行病时，病毒所针对的人群会适应或灭绝。我们知道这一点，但真正令我们感到惊讶的是我们发现的模式的强度和清晰度，斯坦福大学博士后研究员，该研究的第一作者大卫·恩纳德博士说。“这是第一次证明病毒对适应有如此强烈的影响。”

该研究最近发表在eLife杂志上，将于7月14日在由美国遗传学会主办的Allied Genetics Conference上发表。

蛋白质执行大量功能，使我们的细胞保持滴答作响。通过揭示蛋白质形状和成分的微小调整如何帮助人类和其他哺乳动物对病毒做出反应，该研究可以帮助研究人员找到针对当今病毒威胁的新治疗线索。

该研究的资深作者Dmitri Petrov博士，Michelle和Kevin Douglas生物学教授说：“我们正在研究细胞的哪些部分过去曾用于对抗病毒，可能对生物体没有不利影响。”斯坦福大学生物系副主席。“这应该让我们了解压力点并帮助我们找到蛋白质来研究新疗法。”

以前关于病毒和蛋白质之间相互作用的研究几乎完全集中在直接参与免疫反应的个体蛋白质上 - 这是你期望找到由病毒驱动的适应性最合理的地方。这是第一项全面研究所有类型蛋白质的研究。

“这里的重大进步是，它不仅是非常特化的免疫蛋白，能够抵抗病毒，”Enard说。“与病毒接触的任何类型的蛋白质都可以参与对病毒的适应。事实证明，免疫反应之外的适应性至少与其中一样多。”

该团队的第一步是确定所有已知与病毒物理相互作用的蛋白质。在仔细阅读了成千上万的科学文摘后，Enard将这份名单列入了大约1,300种感兴趣的蛋白质。他的下一步是建立大数据算法来搜索基因组数据库，并比较病毒相互作用蛋白质与其他蛋白质相互作用的进化。

结果显示，与其他蛋白质相比，病毒相互作用蛋白质的适应性发生率是其三倍。

彼得罗夫说：“我们都对我们和其他生物体如何进化以及使我们成为现实的压力感兴趣。” “发现这种与病毒的持续战斗已经在各个方面塑造了我们 - 不仅仅是抗击感染的少数几种蛋白质，而是一切 - 都是深刻的。所有生物体都已经携带病毒数十亿年;这项工作表明这些相互作用有影响了细胞的每个部分。“

病毒几乎劫持了宿主生物体细胞的所有功能，以便进行复制和传播，因此它们比其他进化压力(如捕食或环境条件)更能推动细胞机器的进化。该研究揭示了一些长期存在的生物学谜团，例如为什么密切相关的物种已经进化出不同的机制以执行相同的细胞功能，如DNA复制或膜的产生。研究人员以前不知道进化力可能导致这种变化。彼得罗夫说：“这篇文章是第一个足够大且足够干净的数据，足以一举解释许多这些难题。”

该团队现在正在利用这些研究结果深入研究过去的病毒流行病，希望获得有助于今天抗击疾病的见解。例如，艾滋病毒样病毒在整个进化史上的多个点都席卷了我们的祖先和其他动物物种。观察这些病毒对特定人群的影响，可以对我们与病毒的不断战争产生新的认识 - 以及我们如何赢得下一场大战。

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