我們的 DNA 里，還能找到十億年前與病毒斗爭的痕跡

病毒和其宿主的戰(zhàn)爭已經(jīng)持續(xù)了十億多年。這場戰(zhàn)役演化出形形色色的病毒及宿主應答。盡管最早的抗病毒系統(tǒng)早已消失，但最近研究人員可能復原了一種殘存于人類細胞的原始抗病毒系統(tǒng)的片段。

病毒經(jīng)過進化入侵植物、動物和其他生物體的細胞。

研究人員在《自然》報道了一種名為 Drosha 的蛋白，這種蛋白不僅幫助控制脊椎動物的基因調(diào)控，而且能夠攔截病毒。他們指出，Drosha 和它所在的核糖核酸酶 RNAse III 家族是動植物的單細胞祖先中的原始抗病毒戰(zhàn)士。美國紐約市伊坎醫(yī)學院的病毒學家、該文章的**作者 Benjamin tenOever 說：“你能夠在所有生物體的防御系統(tǒng)中見到 RNAse III 的足跡。”

當病毒感染宿主時，植物和無脊椎動物通過在名為 RNA 干擾（RNAi）的免疫應答中部署 RNAse III 蛋白來切碎入侵者的 RNA，從而阻止病毒的蔓延。但是脊椎動物采取不同的策略——用強大的干擾素蛋白擊退病毒，與此同時，Drosha 和一種相關蛋白調(diào)控細胞核中的基因。

但是在 2010 年，tenOever 發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)象：當病毒入侵時，Drosha 蛋白卻離開人類細胞的細胞核。tenOever 說：“這很奇怪，因此引起了我們的興趣。”他的團隊后來證實了這一發(fā)現(xiàn)，并且觀察到 Drosha 在蒼蠅、魚和植物的細胞中都表現(xiàn)出同樣的行為。

細胞防御者

為了檢驗脊椎動物中 Drosha 蛋白離開細胞核去對抗病毒的假說，研究人員用病毒感染了經(jīng)過基因工程改造之后欠缺 Drosha 蛋白的細胞。他們發(fā)現(xiàn)病毒在這些細胞中復制得更快。然后，團隊將來自細菌的 Drosha 蛋白插入魚、人和植物的細胞，該蛋白似乎阻礙了病毒的復制，這表明這項功能起源于所有種群共同的祖先。tenOever 說：“Drosha 蛋白就像是所有抗病毒防御系統(tǒng)的最初版本。”

tenOever 推測，RNAse III 蛋白起初幫助細菌來維持它們自己的 RNA，然后細菌部署蛋白質(zhì)去對抗病毒的遺傳物質(zhì)。他指出在整個生物演化譜系中，RNAse III 蛋白都存在于免疫應答。例如，一些 CRISPR 系統(tǒng)，即古細菌和細菌中的抗病毒反應，就包含了 RNAse III 蛋白。植物和無脊椎動物在 RNAi 中部署蛋白。而盡管脊椎動物依賴于干擾素對病毒進行控制，這項研究顯示，Drosha 仍會追擊病毒，就像金毛獵犬撿樹枝一樣。

馬里蘭州的國家癌癥研究所的遺傳學家 Donald Court 表示，這項發(fā)現(xiàn)很棒，但他并不贊成這個關于進化的理論。他解釋說：“幾乎在生命的各個領域，方方面面都有涉及 RNAse III。”他認為沒有理由認為一個抗病毒系統(tǒng)就定會進化出下一代。比如，他指出這樣一個事實，并非所有的 CRISPR 系統(tǒng)都含有 RNAse III，這表明這些蛋白可能是通過被部署而獨立獲得的，而非經(jīng)遺傳獲得的。

北卡羅來納州杜克大學的病毒學家 Bryan Cullen 說：“這確實是一個挺有意思的故事，數(shù)據(jù)很好，但是我們正在討論的這個過程歷時超過千年，所以很難確定它的真實性。” Cullen 預測，本文的發(fā)表將促使從事 RNA 和傳染病研究的科研人員去測試 tenOever 的假設。他說：“由于病毒不斷突破防御，免疫系統(tǒng)一直面臨著巨大的進化壓力，而這篇文章表明 RNAse III 在這一進化中發(fā)揮了重要作用。這就像《愛麗絲鏡中奇遇》中紅皇后對愛麗絲所說的：‘你必須不斷奔跑，才能夠停留在原地’。”