來源:學術經緯

和我們一樣,蝙蝠也是哺乳動物,但它們十分“另類”:會飛,有獨特的回聲定位,壽命遠超同體型的哺乳動物,可攜帶多種病毒卻對病毒感染有異乎尋常的免疫力……

除了突如其來造成大流行的新冠病毒(SARS-CoV-2)與蝙蝠有着密切關係,近年來已有多種致命的病毒感染性疾病被證實起源於蝙蝠,包括SARS病毒、MERS病毒、埃博拉病毒和馬爾堡病毒等。

今日,頂尖學術期刊《自然》在線發表的一篇論文,爲我們從遺傳學基礎上理解蝙蝠的非凡適應能力帶來了新的洞見。作爲全球基因組合作計劃Bat1K的一部分,多國科學家組成的一支研究團隊公佈了6種蝙蝠的首個高質量參考基因組。

“這些參考基因組將成爲研究蝙蝠如何耐受冠狀病毒感染時的重要工具,或能增強人類面對COVID-19這類疾病的生存能力。”研究作者在論文中指出。

迄今爲止,已知的蝙蝠物種超過1400種,約佔據了現存哺乳動物物種的1/5,遍佈世界各地。此次,科學家們構建了6種蝙蝠的基因組序列,分別是馬鐵菊頭蝠(Rhinolophus ferrumequinum)、埃及果蝠(Rousettus aegyptiacus)、蒼白矛吻蝠(Phyllostomus discolor)、大鼠耳蝠(Myotis myotis)、庫氏伏翼(Pipistrellus kuhlii)以及獒蝠(Molossus molossus)。它們在進化上分屬於蝙蝠的兩大分支,也是各種蝙蝠當中抗病毒能力強、壽命長、聽覺等感覺系統極度適應環境的佼佼者。

整合最新的測序技術和組裝算法,研究小組此次獲得的高質量基因組數據,比過去已發表的蝙蝠基因組序列在連續性上高出了兩個數量級,並且達到了近100%的基因完整性。針對每種蝙蝠2萬個左右編碼蛋白質的基因,研究人員做了高度完整的基因註釋。因此,科學家們有了豐富的資源展開後續研究。

通過全基因組篩選,研究人員們對蝙蝠超常免疫力背後的基因基礎有了新的認識。比如,他們發現一些免疫相關基因在進化上發生正向選擇,表明蝙蝠的共同祖先就開始進化出有別於其他哺乳動物的免疫調節機制。

同時,蝙蝠基因組中,具有免疫刺激功能的基因,比如調節NF-κB信號通路和編碼促炎因子的幾種基因失去活性。

相反,一種抗病毒基因APOBEC3則發生了擴增,這類基因編碼的蛋白參與限制病毒感染和轉座子活性。因此,這些變化都有助於蝙蝠對病原體有更強的耐受性

科學家們還在蝙蝠基因組中篩選病毒感染留下的痕跡,發現了大量不同的逆轉錄病毒已整合到蝙蝠的基因組中,意味着蝙蝠已被這些病毒感染,也進一步說明蝙蝠對病毒感染有一貫的耐受力。

研究人員在論文最後指出,這項工作構建的高質量蝙蝠基因組,可以作爲寶貴的資源,讓我們更好地從分子基礎上理解蝙蝠爲什麼有超常的免疫力和超長的壽命,幫助我們鑑定和驗證最終可用於延緩人類衰老、治療疾病的分子靶標,並期待爲終結當前這場新冠病毒大流行、防範未來的病毒大流行提供可依賴的重要工具。

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