科学家关注蝙蝠群聚交换免疫基因带来病毒耐受性的进化的现象
蝙蝠携带一些最致命的人畜共患病,如埃博拉病毒和COVID-19。德克萨斯农工大学的一个研究小组最近在《细胞基因组学》(Cell Genomics)杂志上发表了一篇文章,揭示了某些种类的蝙蝠之所以能抵御它们携带的病毒,是因为它们在季节性交配时通常会交换免疫基因。
德克萨斯农工大学兽医与生物医学科学学院(VMBS)的 Nicole Foley 博士说:"了解蝙蝠是如何进化出病毒耐受力的,可能有助于我们了解人类如何才能更好地对抗新出现的疾病。作为基因组学家,我们的工作常常为直接研究病毒传播的科学家的研究奠定基础。他们可能正在开发疾病疫苗或监测易感动物种群。我们相互依赖,才能在下一次大流行中保持领先。"
一只正在捕食的鼠耳蝠。图片来源:Nicole Foley 博士/德克萨斯农工大学兽医与生物医学学院
由于蝙蝠通常对其携带的疾病具有免疫力,福里和兽医综合生物科学系教授比尔-墨菲博士认为,研究蝙蝠的疾病免疫力可能是预防下一次全球大流行的关键。
福里说:"由于 COVID-19 大流行,预测和预防疫情爆发成为研究人员和公众的首要任务。有几种蝙蝠对危害人类健康的病毒有耐受性,这意味着它们会成为疾病的贮藏库--它们携带病毒,但关键是它们不会出现症状"。
长耳鼠耳蝠。图片来源:Nicole Foley 博士/德克萨斯农工大学兽医与生物医学科学学院
为了准确揭示蝙蝠是如何进化出对这些致命病毒的耐受力,弗利、墨菲和他们的国际研究伙伴绘制了蝙蝠的进化树图,他们知道这对于试图确定哪些基因可能参与其中至关重要。
"鼠耳蝠是哺乳动物中的第二大属,有 140 多个物种,"她说。"它们几乎遍布世界各地,并寄生着多种多样的病毒。鼠耳蝠和其他蝙蝠物种在交配期间也有成群行为,这给弄清物种间的关系增加了困难。"
在一起栖息的长耳鼠耳蝠。图片来源:Nicole Foley 博士/德克萨斯农工大学兽医与生物医学学院
Foley 说:"你可以把群体行为想象成社交聚会;这里有大量的飞行活动、更多的交流和物种间的交融,对蝙蝠来说,这和去夜总会没什么两样。"
让研究人员感到复杂的是,蝙蝠群会产生更多的杂交种--父母来自不同物种的个体蝙蝠。
Foley 说:"鼠耳蝠的问题在于种类繁多,大约有 130 种,但它们看起来都非常相似。很难将它们彼此区分开来,而杂交则使区分变得更加困难。如果我们想弄清楚这些蝙蝠是如何进化的,从而了解它们的疾病免疫力,那么能够分辨出谁是谁就非常重要了。"
长耳鼠耳蝠。图片来源:Nicole Foley 博士/德克萨斯农工大学兽医与生物医学科学学院
有鉴于此,为了绘制出鼠耳蝠之间的真实关系图,弗利和墨菲首先解开了杂交的遗传密码,这样他们就能更清楚地分辨出哪些物种是鼠耳蝠。
她解释说:"我们与爱尔兰、法国和瑞士的研究人员合作,对60种蝙蝠的基因组进行了测序。这使我们能够弄清DNA中哪些部分代表了物种的真实进化史,哪些部分是杂交产生的。"
解决了这部分难题后,研究人员终于能够更仔细地研究遗传密码,看看它如何可能揭示疾病免疫。他们发现,免疫基因是蜂拥时物种间最频繁交换的一些基因。
"对于研究人员来说,群聚行为一直是个谜,"Foley 说。"现在我们对这种特殊行为进化的原因有了更好的理解--也许是为了促进杂交,这有助于在整个种群中更广泛地传播有益的免疫基因变体。"
Nicole Foley 博士和 William Murphy 博士。资料来源:德克萨斯农工大学兽医和生物医学科学学院
Foley 和 Murphy 的发现为我们提出了关于杂交在进化中的重要性的新问题。
Foley指出:"杂交在我们的发现中所起的作用比我们预想的要大得多。这些结果让我们不禁要问,迄今为止,杂交在多大程度上掩盖了基因组学家对哺乳动物进化史的了解。现在,我们希望找出哺乳动物之间发生杂交的其他情况,看看我们能了解它们之间的关系,甚至基因组是如何以及为什么会以这种方式组织起来的。"
编译来源:ScitechDaily