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(yīng)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(fù)原了一種殘存于人類細(xì)胞的原始抗病毒系統(tǒng)的片段。

病毒經(jīng)過進(jìn)化入侵植物、動(dòng)物和其他生物體的細(xì)胞。

研究人員在《自然》報(bào)道了一種名為 Drosha 的蛋白，這種蛋白不僅幫助控制脊椎動(dòng)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(dòng)植物的單細(xì)胞祖先中的原始抗病毒戰(zhàn)士。美國紐約市伊坎醫(yī)學(xué)院的病毒學(xué)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?！?/span>

當(dāng)病毒感染宿主時(shí)，植物和無脊椎動(dòng)物通過在名為 RNA 干擾（RNAi）的免疫應(yīng)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(dòng)物采取不同的策略——用強(qiáng)大的干擾素蛋白擊退病毒，與此同時(shí)，Drosha 和一種相關(guān)蛋白調(diào)控細(xì)胞核中的基因。

但是在 2010 年，tenOever 發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象：當(dāng)病毒入侵時(shí)，Drosha 蛋白卻離開人類細(xì)胞的細(xì)胞核。tenOever 說：“這很奇怪，因此引起了我們的興趣?！彼膱F(tuán)隊(duì)后來證實(shí)了這一發(fā)現(xiàn)，并且觀察到 Drosha 在蒼蠅、魚和植物的細(xì)胞中都表現(xiàn)出同樣的行為。

細(xì)胞防御者

為了檢驗(yàn)脊椎動(dòng)物中 Drosha 蛋白離開細(xì)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(xì)胞。他們發(fā)現(xiàn)病毒在這些細(xì)胞中復(fù)制得更快。然后，團(tuán)隊(duì)將來自細(xì)菌的 Drosha 蛋白插入魚、人和植物的細(xì)胞，該蛋白似乎阻礙了病毒的復(fù)制，這表明這項(xiàng)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?！?/span>

tenOever 推測，RNAse III 蛋白起初幫助細(xì)菌來維持它們自己的 RNA，然后細(xì)菌部署蛋白質(zhì)去對抗病毒的遺傳物質(zhì)。他指出在整個(gè)生物演化譜系中，RNAse III 蛋白都存在于免疫應(yīng)答。例如，一些 CRISPR 系統(tǒng)，即古細(xì)菌和細(xì)菌中的抗病毒反應(yīng)，就包含了 RNAse III 蛋白。植物和無脊椎動(dòng)物在 RNAi 中部署蛋白。而盡管脊椎動(dòng)物依賴于干擾素對病毒進(jìn)行控制，這項(xiàng)研究顯示，Drosha 仍會(huì)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(xué)家 Donald Court 表示，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)很棒，但他并不贊成這個(gè)關(guān)于進(jìn)化的理論。他解釋說：“幾乎在生命的各個(gè)領(lǐng)域，方方面面都有涉及 RNAse III。”他認(rèn)為沒有理由認(rèn)為一個(gè)抗病毒系統(tǒng)就定會(huì)進(jìn)化出下一代。比如，他指出這樣一個(gè)事實(shí)，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(dú)立獲得的，而非經(jīng)遺傳獲得的。

北卡羅來納州杜克大學(xué)的病毒學(xué)家 Bryan Cullen 說：“這確實(shí)是一個(gè)挺有意思的故事，數(shù)據(jù)很好，但是我們正在討論的這個(gè)過程歷時(shí)超過千年，所以很難確定它的真實(shí)性。” Cullen 預(yù)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(shè)。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(jìn)化壓力，而這篇文章表明 RNAse III 在這一進(jìn)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’。”