古代微生物为复杂生命的进化提供了线索

发表在《科学进展》上的一项新研究揭示了复杂生命进化史上的一个惊人转折。伦敦玛丽女王大学的研究人员发现，一种单细胞生物是动物的近亲，它携带着古代巨型病毒的残余物，这些病毒已融入其自身的遗传密码中。这一发现揭示了复杂生物体是如何获得某些基因的，并突显了病毒与其宿主之间的动态相互作用

这项研究的重点是一种名为阿米巴的微生物，这是一种在淡水环境中发现的单细胞寄生虫。通过分析阿米巴的基因组，由玛丽女王大学生物与行为科学学院高级讲师Alex de Mendoza Soler博士领导的研究人员发现，来自巨型病毒的遗传物质数量惊人，这些巨型病毒是科学上已知的最大病毒之一。这些病毒序列被严重甲基化，这是一种经常使基因沉默的化学标签

de Mendoza Soler博士解释说：“这就像发现隐藏在阿米巴DNA中的特洛伊木马。”。“这些病毒插入可能是有害的，但阿米巴似乎通过化学沉默来控制它们。”

研究人员随后研究了这种现象可能有多普遍。他们比较了几个阿米巴分离物的基因组，发现病毒含量存在显著差异。这表明病毒整合和沉默的过程是持续和动态的

“这些发现挑战了我们对病毒与其宿主之间关系的理解，”de Mendoza Soler博士说。“传统上，病毒被视为入侵者，但这项研究表明了一个更复杂的故事。病毒插入可能通过为复杂生物提供新的基因，在复杂生物的进化中发挥了作用。这是由于这些入侵者DNA的化学驯化所允许的。”

此外，阿米巴的发现与我们自己的基因组如何与病毒相互作用提供了有趣的相似之处。与阿米巴相似，人类和其他哺乳动物的DNA中整合了古代病毒的残余，称为内源性逆转录病毒

虽然这些残留物以前被认为是不活跃的“垃圾DNA”，但现在有些可能是有益的。然而，与阿米巴中发现的巨型病毒不同，内源性逆转录病毒要小得多，人类基因组要大得多。未来的研究可以探索这些异同，以了解病毒和复杂生命形式之间的复杂相互作用 More information: Luke A. Sarre et al, DNA methylation enables recurrent endogenization of giant viruses in an animal relative, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.ado6406

Journal information: Science Advances