懒猴内源性逆转录病毒LERV1的发现及其在物种鉴定中的关键作用

【字体: 时间:2025年06月18日 来源:Virology 2.8

编辑推荐:

  本研究针对灵长类动物内源性逆转录病毒(ERVs)研究空白,通过基因组筛查在濒危懒猴(Nycticebus)中发现新型β逆转录病毒家族LERV1。研究人员利用生物信息学分析和系统发育重建,鉴定出47个全长插入位点及1400余个solo LTRs,揭示该病毒与人类HERV-K的进化关联。突破性发现当前Sunda懒猴参考基因组可能存在物种分类错误,为灵长类ERV进化及濒危物种保护提供新见解。论文发表于《Virology》彰显其在病毒-宿主协同进化领域的重要价值。

  

在灵长类基因组中,内源性逆转录病毒(Endogenous Retroviruses, ERVs)如同古老的基因化石,记录着百万年来病毒与宿主的博弈史。尽管人类和类人猿的ERVs研究已取得丰硕成果,占基因组8%的这类元件在原始灵长类——尤其是濒危的懒猴中仍迷雾重重。更棘手的是,懒猴属(Nycticebus)物种因形态相似性常被误分类,而野生动物贸易导致的栖息地破坏更使得厘清其分类成为保护工作的当务之急。这些背景促使研究者将目光投向ERVs这一特殊的分子标记,试图解开物种鉴定与病毒进化的双重谜题。

为探索这一科学前沿,研究人员对孟加拉懒猴(N. bengalensis)和巽他懒猴(N. coucang)的参考基因组展开深度挖掘。通过LTR序列引导的BLASTn筛查,结合Geneious Prime和IQ-Tree等生物信息学工具,团队不仅构建了完整的LERV1病毒家族图谱,更意外发现两个参考基因组中ERV序列的相似度远超物种分化预期。这一发现如同投下震撼弹,直接挑战了现有懒猴分类体系的有效性。

关键技术方法
研究采用多维度技术路线:1)以715bp LTR为探针进行全基因组BLASTn筛查;2)通过LTR配对识别全长ERVs,利用ORFfinder和Conserved Domain Database鉴定gag/pro/pol/env基因;3)基于p24gag
、RVPpro
、RTpol
和TMenv
结构域构建最大似然法和贝叶斯系统发育树;4)通过LTR分歧度估算插入年龄(T=D/2r);5)线粒体基因(cytb/ND4/COI)辅助物种验证。

突破性研究结果
3.1节揭示LERV1的完整结构特征:该病毒具有典型betaretrovirus结构,含myristylation信号、dUTPase等保守域,但所有ORFs均存在破坏,提示其为古老整合事件。3.2节的系统发育分析显示,LERV1与人类HERV-K亲缘最近,尤其在env基因上与HERV-K113/K115形成紧密簇。

3.3节展示基因组分布规律:在N. coucang中发现1426个solo LTRs和45个全长元件,N. bengalensis中则分别为1305和33个,且均富集于1号和X染色体。3.4节通过LTR分歧度测定发现插入时间跨度惊人——从最年轻的90万年(X:124,248,563)到最古老的3100万年,暗示该病毒在懒猴祖先中持续活跃。

最引人注目的发现来自3.5节的物种鉴定分析。当比较两个参考基因组的LERV1位点时,5′和3′LTR的种间相似度(99-100%)竟高于种内差异。线粒体基因系统树进一步证实,标注为N. coucang的参考基因组实际聚类于N. bengalensis分支,暗示其可能为杂交个体或错误分类样本。这一发现为野生动物保护中的物种鉴定难题提供了分子层面的解决方案。

结论与深远意义
该研究首次在懒猴中鉴定出完整的β逆转录病毒家族LERV1,其进化轨迹与人类HERV-K高度平行,为理解灵长类ERV的跨物种传播规律提供新视角。更关键的是,研究揭示当前参考基因组可能存在"身份错误",这对濒危物种保护具有警示意义——正如作者Charles Alen Gordon Michie强调的,精确的物种鉴定是有效保护的前提。

从技术层面看,该工作开创性地将ERV分析应用于解决分类学争议,证明病毒序列可作为"分子钟"和"物种条形码"。未来若能将此方法扩展至更多懒猴种群,或将重塑我们对这些神秘夜行性灵长类的认知。正如论文最后指出的,这项研究不仅填补了Strepsirrhini亚目ERV研究的空白,更开辟了利用病毒化石解密物种进化史的新途径。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号