敌人变盟友:逆转录病毒基因保护大脑免受新感染

来自日本的科学家发现，小鼠基因组中有两个基因是一种古老的病毒感染留下的，它们已经进化到可以对抗大脑中的新感染。在发表在《Development》杂志上的研究中，该团队表明，这些基因(也存在于人类中)在小鼠大脑中的免疫细胞中被打开，并对模拟细菌和病毒感染的化学物质做出反应，阻止它们的传播。

　　

   

   

图:绿色显示的RTL6蛋白通过聚集在品红色的细菌模拟物周围，保护小鼠大脑毛细血管(黑色的分支状结构)免受“感染”。    

从普通感冒到COVID-19，病毒对我们的日常生活产生了巨大影响，但发生在数百万年前的感染影响了我们的进化。这是因为病毒基因已被纳入受感染宿主的DNA中，然后代代相传，随着时间的推移，往往会发展出不同的功能。一项发表在Development杂志，日本东京医科和牙科大学分子生物学教授Fumitoshi Ishino博士和日本神奈川东海大学分子生物学教授Tomoko Kaneko-Ishino博士发现，数百万年前病毒感染留下的两个小鼠基因已经进化到帮助大脑抵御新的感染。

研究中的基因被称为'Gag-类逆转录转座子' 5和6 (Rtl5/Rtl6)，几乎所有哺乳动物都携带这种病毒，并且与逆转录病毒(如艾滋病毒)中的基因相似。研究人员确信，这些基因一定在做一些重要的事情，因为尽管来自病毒，这些遗传病毒基因已经在哺乳动物基因组中保存了至少1.2亿年。为了弄清楚这些基因在做什么，科学家们需要知道它们在哪里活跃，所以他们寻找RTL5/6蛋白质，这种蛋白质只在基因启动时产生。他们发现,Rtl5/Rtl6在大脑中被称为小胶质细胞的细胞中启动，这种细胞对感染起着“第一反应”的作用。Kaneko-Ishino博士说:“我们从未预料到这一点Rtl6/Rtl5会在小胶质细胞中发挥作用，当我们15年前开始这项工作时，甚至当我们知道这一点时Rtl6是一个小胶质细胞基因，我们不知道它的意义。我们的‘顿悟时刻’是在一次解剖过程中出现的，当时Ishino博士正在小心翼翼地取出一只小鼠的大脑。我们意识到，如果我们破坏大脑，我们可以激活RTL6。”

该团队在小鼠大脑中设置了假感染，以测试产生RTL5或RTL6的小胶质细胞对细菌或病毒的反应。他们发现含有RTL6蛋白的小胶质细胞对细菌样模拟物有反应，而含有RTL5蛋白的小胶质细胞对模拟病毒感染有反应。此外，当研究人员去除Rtl6基因，他们发现小鼠不能消除假细菌感染，而小鼠没有Rtl5不能清除病毒模仿者，意思是一起吗Rtl5/Rtl6保护大脑免受两种最常见的感染。

这些结果提供了第一个病毒源性基因被用来保护哺乳动物大脑免受感染的例子。病毒对我们的生活有如此积极的影响，这一想法可能令人惊讶，但像这样的例子Rtl5/Rtl6证明了病毒入侵者，从长远来看，对它们的宿主有利。据Ishino博士说，“病毒获得的基因是我们基因组的重要组成部分，在哺乳动物和人类的发展中发挥着各种各样但却必不可少的作用。我们认为有可能将这一想法扩展到灵长类动物和人类从逆转录病毒获得的特定基因，以帮助我们理解人类进化。”

Retrovirus-derived RTL5 and RTL6 genes are novel constituents of the innate immune system in the eutherian brain