日本本土鸡内源性逆转录病毒位点及其对基因表达的影响研究

编辑推荐：本研究通过全基因组测序(WGS)和RetroSeq分析，首次系统鉴定了商业肉鸡(Ross308)与日本本土鸡(土佐地鸡和八木户鸡)中172个非参考基因组的内源性逆转录病毒(ERV)插入位点，发现28个跨品种共享位点，并揭示ERV插入通过LTR调控元件显著影响NAALAD2和PAICS基因表达，为家禽遗传多样性进化机制和分子育种提供了新视角。

　　在漫长的进化历程中，逆转录病毒与宿主基因组上演着奇妙的"攻防战"。当这些病毒成功入侵生殖细胞并垂直遗传时，便化身为内源性逆转录病毒(ERV)，成为基因组中特殊的"化石印记"。这些ERV序列不仅记录着物种演化的历史轨迹，更通过其携带的长末端重复序列(LTR)调控元件，持续影响着邻近基因的表达模式。在家禽领域，先前研究发现鸡内源性逆转录病毒(EAV)家族与蓝色蛋壳性状相关，禽白血病病毒亚群E(ALVE)则与隐性白羽表型存在关联。然而，对于具有独特遗传背景的日本本土鸡种——包括具有2000年养殖历史的土佐地鸡(Tosa-Jidori)和马来亚型黑羽特征的八木户鸡(Yakido)——其ERV基因组景观及其功能影响仍属未知领域。

日本兽医生命科学大学的研究团队在《Scientific Reports》发表了一项突破性研究。研究人员采用150bp双端测序策略，对8只商业肉鸡(Ross308)、4只土佐地鸡和4只八木户鸡进行平均44.6X深度的全基因组测序。通过RetroSeq软件结合靶位点重复(TSD)特征鉴定非参考ERV位点，利用IGV可视化验证，最终构建172个高置信度ERV位点图谱。基因表达分析采用负二项回归模型，校正品种效应后评估ERV插入对邻近基因的影响。

研究结果显示，172个ERV位点在染色体上呈现长度依赖性分布(相关系数0.96)，其中商业肉鸡携带119个位点，显著多于土佐地鸡(80个)和八木户鸡(86个)。系统发育分析发现28个跨品种共享位点，77个为新发现位点。特别值得注意的是，94个位点与红原鸡共有，提示家鸡驯化过程中的ERV遗传模式。序列分析表明79个位点与EAV-HP高度同源，8个与ALVE相关，其中ALVE序列平均长度达573.5bp，显著长于其他类型。在75个基因邻近位点中，研究者发现ERV插入显著调控NAALAD2和PAICS表达：NAALAD2表达受抑制，而PAICS表达被激活。深入分析揭示这些ERV序列与鸡内源性前病毒LTR(M31063和M31066)高度相似，暗示LTR可能作为替代启动子或增强子发挥作用。

讨论部分指出，这项研究首次绘制了日本本土鸡ERV整合图谱，揭示了ERV通过LTR调控元件影响宿主基因表达的新机制。商业肉鸡较高的杂合度(0.28)反映其杂交育种背景，而本土鸡特有位点则可能与其封闭选育历史相关。虽然研究仅采用肌肉组织RNA可能限制结论的普适性，但为理解ERV在家禽表型多样性和环境适应中的作用提供了重要线索。未来研究可扩展至多组织分析，结合表观遗传学方法探索LTR活化的分子开关。

这项研究不仅丰富了我们对ERV进化动力学的认知，更为家禽分子育种提供了新靶点。通过解析ERV插入对重要经济性状相关基因(如PAICS参与嘌呤合成通路)的调控作用，有望开发基于ERV标记的精准选育策略，助力本土鸡种质资源保护和商业化品种改良。