跨越华莱士线：菲律宾鼯猴中发现的一种进化上年轻的类长臂猿白血病病毒内源性逆转录病毒

《Scientific Reports》：Crossing Wallace’s line: an evolutionarily young gibbon ape leukemia virus like endogenous retrovirus identified from the Philippine flying lemur (Cynocephalus volans)

为探究 GALV 和 KoRV 等逆转录病毒在华莱士线两侧的分布、起源及内生化情况，研究人员对 31 种东南亚哺乳动物基因组进行筛查。结果在菲律宾鼯猴基因组中发现 CynVolERVs，表明相关病毒传播未被华莱士线完全限制，为研究这类病毒进化提供新视角。

　　在生物进化的漫长画卷中，华莱士线宛如一道神秘的 “天堑”，横亘在东南亚与澳大拉西亚 - 巴布亚地区之间。它将不同的生物群落分隔开来，使得绝大多数动物难以跨越这条无形的边界。逆转录病毒作为一类特殊的病毒，其中的内源性逆转录病毒（ERVs）更是与宿主的进化紧密相连。长臂猿白血病病毒（GALV）和考拉逆转录病毒（KoRV）在生物界的分布一直是科研人员关注的焦点。此前，GALV 和 KoRV 相关的内源性逆转录病毒大多在华莱士线的澳大拉西亚 - 巴布亚一侧的啮齿动物和蝙蝠中被发现，在东南亚一侧仅在中国的两种蝙蝠粪便样本中找到过部分相似序列。而且，GALV 自 1979 年以来就未在野生长臂猿和圈养长臂猿中被检测到，其起源和传播途径也充满谜团。这种分布的局限性以及研究的不充分，使得人们对 GALV 和 KoRV 的进化历史、传播机制知之甚少。为了揭开这些谜团，德国莱布尼茨动物园和野生动物研究所（IZW）等机构的研究人员开展了深入研究。他们对 31 种东南亚哺乳动物的基因组进行了筛查，旨在寻找 KoRV 和 GALV 样逆转录病毒序列。最终，研究人员在菲律宾鼯猴（Cynocephalus volans）的基因组中发现了与 GALV 和 KoRV 相似的内源性逆转录病毒序列（CynVolERVs）。这一发现意义重大，它打破了以往认为 GALV 和 KoRV 相关病毒传播被华莱士线完全限制的认知，为研究这类病毒的进化历史提供了全新的视角，也为后续深入探究病毒与宿主之间的相互作用奠定了基础。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，从 NCBI 数据库下载东南亚哺乳动物基因组序列，以 GALV、KoRV 等参考序列为种子，通过 BLAST 搜索进行基因组筛查；接着，利用 RNA - seq 技术分析 CynVolERVs 的表达情况；然后，采用 MAFFT 和 RAxML 等工具进行系统发育分析；最后，通过计算基因序列差异和长末端重复序列（LTR）差异，对 CynVolERVs 进行年龄估计。

研究结果如下：

• KoRV 和 GALV 逆转录病毒筛查：在菲律宾鼯猴基因组中，通过 BLAST 搜索和后续分析，发现了大量与 Woolly Monkey Virus 密切相关的 ERV 序列。经 RepeatMasker 和 RetroTector 鉴定，这些序列属于伽马逆转录病毒，并确定了 4 个不同的 CynVolERVs 亚组，分别为 CynVolERV - A、B1、B2 和 C。
• CynVolERV 原病毒分析：对不同亚组的原病毒序列分析发现，CynVolERV - A 多数原病毒具有完整的开放阅读框（ORF）和感染相关的逆转录病毒基序，有产生病毒颗粒和感染的潜力；CynVolERV - B1 和 B2 亚组存在较多基因缺失和突变，多数无法产生全长逆转录病毒蛋白，但部分 CynVolERV - B2 原病毒仍可能产生病毒颗粒；CynVolERV - C 亚组多数原病毒具有完整基因，部分有产生病毒颗粒的潜力。转录组分析表明，4 个亚组的原病毒在菲律宾鼯猴心脏组织中均有表达，且可能在其他组织中也有表达。
• CynVolERVs 长末端重复序列分析：研究发现不同原病毒组的 LTR 序列存在一定变异，且各亚组原病毒的 LTR 序列进化较为复杂，形成了不同的进化分支。
• 样本筛查结果：对菲律宾鼯猴博物馆和现代样本的筛查显示，部分样本中存在与 CynVolERV 高度相似的序列，但也有 4 个样本未检测到相关序列，这可能与样本处理方法或部分地区鼯猴未感染有关。
• 系统发育分析：通过核苷酸和蛋白质序列的系统发育分析，确定了 CynVolERVs 与 GALV 样序列的密切关系，CynVolERV - A、B 和 C 均位于 GALV 样进化分支中。
• CynVolERV 原病毒年龄估计：运用两种方法估计 CynVolERV 原病毒的进化年龄，结果表明这些 ERVs 在进化上非常年轻，最年轻的原病毒可能只有几十万年甚至更年轻。

研究结论和讨论部分指出，在菲律宾鼯猴基因组中发现的 CynVolERVs 是首次在野生灵长类动物近亲中发现的近期感染 GALV 样逆转录病毒的例子。这些原病毒序列的特征以及年龄估计结果表明，CynVolERVs 可能是近期进化形成或仍在活跃增殖。部分样本中未检测到 CynVolERVs，需要进一步研究确定其地理分布情况。该研究还发现，进化上近期或当前可能存在循环的 KoRV/GALV 样逆转录病毒在东南亚哺乳动物中存在，这意味着 KoRV/GALV 进化支的分布并不局限于澳大拉西亚 - 巴布亚地区。随着更多哺乳动物基因组序列的获取，将有助于更清晰地了解华莱士线对这类病毒的阻隔作用以及 GALV - KoRV 进化支的分布和多样性。这一研究成果为病毒进化研究领域开辟了新的方向，为深入探究病毒与宿主的协同进化机制提供了重要线索，对理解生物进化过程中的病毒传播和演变具有重要的科学价值。