嵌入在人类基因组中的古老病毒元素不是来自化石逆转录病毒

许多种类的动物，包括人类，都成功地与逆转录病毒共存，我们知道，古老的逆转录病毒病毒元素甚至可以在我们的基因组中找到。我们还知道，这些内源性逆转录病毒可以用于发育和进化。然而，不受控制的内源性逆转录病毒可能是人体疾病的一个原因。现在，来自日本和美国的研究人员发现，我们基因组中的内源性逆转录病毒可能会给再生医学带来风险。

　　

   

   

图:HERV-K通过SOX2表达，通过逆转录和整合在基因组上移动。

图片来源:Kazuaki Monde博士

熊本大学国立遗传研究所(日本)的研究人员利用新一代测序分析来检查人类内源性逆转录病毒(HERV)的整合位点，他们和密歇根大学(美国)发现这些古老的逆转录病毒可以进行逆转录转位(RNA介导的DNA序列插入)进入iPS细胞。研究小组认为，他们的发现使人们关注到herv在再生医学中使用iPS细胞时可能带来的风险。

研究嵌在我们基因组中的古老逆转录病毒，需要了解我们在整个历史中与病毒威胁共存的知识。我们知道herv约占人类基因组的8%，在很长一段时间内会发生突变和缺失。herv也在早期胚胎中表达，并在人类发育中发挥多种生理作用。例如，HERV-W和HERV-FRD Env蛋白对胎盘形成很重要，而HERV-K被认为可以保护宿主细胞免受外源性逆转录病毒感染。然而，不可控的HERV-K表达也被认为与各种疾病有关，包括各种癌症和神经系统疾病，但这种联系的细节在人类中还不清楚。

由于还没有人在我们的基因组中发现可以复制的herv，因此人们认为它们来自一种灭绝的(化石)病毒。在他们目前的工作中，来自日本和美国的研究团队发现HERV-K在sox2表达细胞中表达，如早期胚胎、癌症干细胞和iPS细胞。他们还发现，一些HERV-K在没有病毒包膜糖蛋白Env的情况下，新整合到宿主基因组中。这种整合依赖于逆转录酶、整合酶和蛋白酶，因此研究人员推测嵌入在我们基因组中的HERV-K实际上不是来自于化石病毒，而是通过合成原病毒DNA逆转录在基因组上移动。有趣的是，当研究人员比较来自同一供体的iPS细胞和成纤维细胞之间的HERV-K整合位点时，他们在iPS细胞中发现了新的HERV-K整合位点。然而，在长期培养过程中，新的整合位点很少被保存和消失。HERV-K很可能随机整合到基因组中，因此HERV-K逆转录转位细胞主要依靠整合位点存活的可能性仍然存在。

HERV-K在基因组上的运动可能通过改变基因表达谱引起癌症和神经系统疾病。研究者认为HERV-K转座在iPS细胞中发生的风险较低，但建议应认真考虑监测HERV-K整合位点，以提高iPS细胞再生医学的安全性。

这项研究于2022年4月14日在线发表在《病毒学杂志》上。

文章标题

Movements of ancient human endogenous retroviruses detected in SOX2-expressing cells