鲎类“活化石”中RNA病毒的多样性及其与宿主的协同进化史

本研究通过宏基因组测序技术（mNGS）系统揭示了现存四种鲎（Xiphosura）物种中22种新型RNA病毒（包括小RNA病毒目Picornavirales、黄病毒科Flaviviridae等）的多样性，并首次在鲎基因组中发现20个非逆转录内源性RNA病毒元件（nrEVEs），其中11个与楚病毒科（Chuviridae）同源。时间校准系统发育分析表明，亚洲鲎共同祖先在93-22百万年前经历了至少两次独立的楚病毒感染事件，其G蛋白基因被驯化为宿主mRNA组分（如CrEVE1-m/TgEVE2-m/TtEVE1-m），为理解RNA病毒塑造古老节肢动物进化的分子机制提供了关键证据。

　　

鲎类RNA病毒多样性图谱
通过筛查117个鲎RNA-seq数据集，研究团队在四种现存鲎（Limulus polyphemus、Carcinoscorpius rotundicauda、Tachypleus tridentatus和T. gigas）中鉴定出22种新型RNA病毒，涵盖6个病毒分类单元。其中14种属于小RNA病毒目（Picornavirales），包括与双顺反子病毒科（Dicistroviridae）同源的CrDicV1/2，以及海洋马纳病毒科（Marnaviridae）成员CrMarV1/2。意外发现包括植物关联的番茄丛矮病毒科（Tombusviridae）成员TtTomV1，以及真菌相关的纳尔纳病毒科（Narnaviridae）病毒TtNarLV1，暗示鲎可能通过食物链或共生关系获得外源病毒。

基因组化石揭示古老病毒整合事件
在四种鲎基因组中发现的20个nrEVEs中，55%与楚病毒科同源，支持现代负链RNA病毒可能起源于海洋楚病毒的假说。时间校准系统发育树显示，亚洲鲎共同祖先在分化前（约93-22百万年前）经历了TcTV-4样楚病毒感染，导致G蛋白基因（CrEVE1/TgEVE2/TtEVE1）在三个物种中形成直系同源基因座。而美洲鲎L. polyphemus独有的LpEVE1/2则可能源于更晚期的Herr Frank样病毒（HFrV）整合事件。

病毒基因的宿主驯化现象
转录组分析发现，18个hcEVEs在特定种群/发育阶段活跃表达。尤为关键的是，亚洲鲎中三个高度同源的G蛋白衍生hcEVEs（CrEVE1/TgEVE2/TtEVE1）被整合至具有典型外显子-内含子结构的宿主mRNA中，其5'端预测ORF与3'端hcEVE序列的核苷酸相似性>95%，表明这些病毒基因可能已被驯化为宿主功能基因。在L. polyphemus中，LpEVE1转录本在血淋巴细胞中高表达，而TtEVE1在蜕皮间期表达量最高，提示其可能参与宿主生理调控。

分子整合机制的线索
hcEVEs侧翼区域分析发现逆转录酶（RT_RNaseH_2）和转座酶（Transposase_1）等保守域，特别是亚洲鲎直系同源hcEVEs侧翼存在相同转座酶域，为病毒RNA通过宿主逆转录转座机制整合提供了证据。尽管未检测到hcEVE衍生的piRNA，但其在宿主基因组中的稳定保留和功能化，可能通过尚未明确的机制影响宿主抗病毒免疫。

这项研究不仅绘制了鲎类RNA病毒的首张全景图谱，更通过“基因组考古”揭示了RNA病毒与古老节肢动物跨越亿年的协同进化史，为理解病毒在宿主适应性进化中的作用提供了新模式。