蝙蝠如何在6500万年里战胜病毒?

存活了千万年的蝙蝠,体内可同时携带数十种病毒而安然无恙。

导读

蝙蝠是一种哺乳动物,具有很强的飞行能力,同时也是多种病毒的天然宿主。在地球上除了极地和大洋洲的一些岛屿之外,它们几乎遍布全世界。蝙蝠体内能够同时携带数十种病毒,其中的多种对人类来说都是致命性病毒,然而蝙蝠却安然无恙。这究竟是为什么呢?人类能否从中发现这些秘密,以及能否学习并利用这些规律来帮助人类自身提高抵御病毒的能力呢?

近日,发表于顶级期刊《自然》中的相关论文通过基因测序技术,研究了蝙蝠是如何“对抗”病毒的。《科学》期刊也发布了针对此项研究的相关新闻稿,用简单易懂的语言解读了相关研究工作。下面的这篇文章,是上述新闻稿的中文翻译,刊登于《中国科学报》。

原文(英文)来源:《科学》

正文(中文翻译)来源:中国科学报

正文

蝙蝠一直在感染与新冠病毒相似的病毒,却没有任何已知症状。现在,最新的对横跨蝙蝠家族树的6个物种的基因组测序,显示了它们在6500万里是如何战胜病毒的。7月22日,相关成果发表于《自然》。

蝙蝠如何在6500万年里战胜病毒?
对大鼠耳蝠及其5种近亲进行的基因组测序揭示了蝙蝠进化的秘密。图源: OLIVIER FARCY

这一成果是“研究蝙蝠超级免疫系统的一个极好起点”,未参与该项工作的研究蝙蝠进化的美国耶鲁大学博士后Laurel Yohe表示。

蝙蝠有1400多种,是地球上种类第二丰富的哺乳动物。它们生活在除南极洲的所有大陆上,重量从2克到1000多克不等。它们能飞行并利用回声定位,其中有些能活41年——对这一体形的动物而言,这是很长的寿命。它们还携带包括冠状病毒在内的不同种类病毒,却无不良影响。

蝙蝠如何在6500万年里战胜病毒?
图源: Pixabay

为揭开蝙蝠的秘密,一个国际联盟于2017年启动了Bat1k计划,旨在对所有蝙蝠种群基因组进行测序。现在,其中的6个完成了。

相比以前测得的蝙蝠基因组,新测得的基因组更全面、准确。“这使研究人员能够将其与包括人类在内的其他动物进行比较。”未参与该研究的生态健康联盟疾病生态学家Jon Epstein说。

蝙蝠如何在6500万年里战胜病毒?
图源: Pixabay

生态健康联盟的研究人员也是这样做的——将新测序的蝙蝠基因组与其他42种哺乳动物的基因组进行对比。他们发现,蝙蝠最近的“亲属”不是鼩鼱、鼯猴、老鼠,相反,它们很早就形成了自己的种群,并可能与那些最终进化成马、穿山甲、鲸鱼和狗的哺乳动物有共同祖先。

进一步分析显示,其他动物用于启动炎症反应抵御感染的10个基因,在蝙蝠身上失效了。但是蝙蝠有抵御病毒基因的额外拷贝和修饰,这可能是它们对疾病有高耐受性的原因。此外,蝙蝠基因组里还有之前病毒感染留下的DNA片段,这些片段是病毒基因组复制时带来的。

蝙蝠如何在6500万年里战胜病毒?
图源: Pixabay

“这些非蝙蝠的基因会留下医疗记录……一份以前的‘感染日记’。” Yohe比喻道。

研究团队表示,这一‘感染日记’显示随着时间的推移,蝙蝠的病毒感染可能比其他所有哺乳动物都多,它们甚至感染了被认为只攻击鸟类的病毒。

“研究结果表明,在病毒感染时,蝙蝠能比其他哺乳动物更有效地耐受和存活。”华盛顿大学进化生物学家Sharlene Santana说。

蝙蝠如何在6500万年里战胜病毒?
图源: Pixabay

这项研究可能也会解决蝙蝠回声定位的进化起源问题。一些研究人员认为,回声定位在蝙蝠进化史上出现较晚,甚至可能进化了两次。但研究团队报告说,测序的5种蝙蝠拥有关乎听觉的几种基因的相同版本,这表明这些版本可能是从蝙蝠祖先进化的。

Bat1K的研究人员计划明年对27个蝙蝠基因组进行测序。宏谷州立大学进化生物学家Amy Russell表示,这6个蝙蝠基因组将继续产生影响,“我认为这篇论文在未来几年将极具影响力”。

参考文献:

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