人类已不再拥有对抗病毒的古老防御机制

比利时Leuven大学的研究人员最近在《Scientific Reports》报道，在漫长的演化过程中，脊椎动物已失去对抗病毒的古老防御机制。

　　

昆虫和植物都有抵御病毒感染的远古防御机制，这些信息储存在它们的DNA密码中。科学家曾经认为包括人类在内的脊椎动物也拥有同样的机制，但是，比利时Leuven大学的研究人员最近在《Scientific Reports》报道，在漫长的演化过程中，脊椎动物已经丧失了这种特殊的资产。

编码DNA表达需通过RNA，特定基因的表达抑制则需要RNA干扰（RNAi）。昆虫和植物可利用RNAi机制防御病毒，预防特定疾病，例如所谓的转基因作物。

多年来，科学家一直假设人类也能利用同样的方式免受疾病伤害，这似乎也是合乎逻辑的。然而，大量实验证明，在哺乳动物身上复制这种防御机制是一项巨大挑战。如今，Leuven大学动物生理学和神经生物学实验室向我们证明了根本原因。

Leuven大学研究员Niels Wynant致力于Argonaute蛋白家族研究。Argonaute在RNAi中起核心作用，是RNA诱导沉默复合体（RNA-induced silencing complex，RISC）的重要零件。

“在第一阶段，我们跨多物种地比较了40多种生物的DNA，花费很长世间在这些生命体内寻找Argonaute，最终发现了3种不同类型的Argonaute，每一种都有特定的生物学作用，”Wynant说。“其中AGO1和AGO2对我们的研究尤其重要。AGO1家族参与自身基因表达调控，帮助确定实际被表达的DNA编码特征。AGO2家族负责抵御病毒，而脊椎动物缺乏AGO2蛋白。”

研究人员检查了海绵和腔肠动物的DNA，在这两种古老生物基因组中找到了AGO2蛋白编码基因。鉴于脊椎动物起源于这类古老的低等生物，推测脊椎动物的共同祖先一定也具备AGO2表型。“我们怀疑当脊椎动物开始进化出抗体、干扰素和T细胞等继发性免疫系统来抵御病毒时，AGO2蛋白就变得没那么重要了。”

在第二阶段，研究人员检查了Argonaute的进化速率。“出于抗病毒的功能，Argonaute不得不适应病毒突变而飞快进化，”Niels Wynant说。“在无脊椎动物中，我们看到AGO2蛋白的进化速率确实比AGO1快很多。但在脊椎动物中，我们还未曾发现有如此高速进化的DNA组分。”

本文在基因组进化层面上首次解释了为什么RNAi在人类体内没有昆虫体内那么有效。

原文标题：The evolution of animal Argonautes: evidence for the absence of antiviral AGO Argonautes in vertebrates

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