主题：古老的病毒早潜伏在人类DNA中

　　博尔纳病毒是一种古老的病毒，也许在4千万年前它就已经感染了我们人类的祖先类人猿，得以潜伏到人DNA中。
　　网易探索1月18日报道 据《纽约时报》报道，博尔纳病毒（borna virus）是一种致病机制模糊而诡异的病毒，它会感染哺乳动物和鸟类，让马匹疯狂发作。感染了该病毒的马匹不是把脑袋撞得粉碎而自尽，就是不吃不喝直到生命结束。甚至有科学家声称，博尔纳病毒会改变人类的行为，它是导致精神分裂症和双相情感障碍的罪魁祸首，虽然也有科学家认为它们之间存在联系的证据不足。现在已经弄清楚的是，这种病毒与地球上每个人都有亲密关系。
　　最近出版的一期《自然》杂志刊登了由日本和美国科学家组成的研究小组撰写的一篇报告，文中提到人类基因组包含了博尔纳病毒的基因。日本和美国科学家最近发现，人类基因组的8%是来自该病毒。该病毒在4千万年前感染了我们的祖先类人猿，从此这种基因就一直流传了下来。
　　博尔纳病毒并不是潜伏在我们基因组中的唯一病毒。科学家已经发现，人类DNA中大约有10万个要素可能来自病毒。虽然以前从未在人类基因组发现过博尔纳病，不过它的发现还是让人联想到，可能有许多更多的病毒等待我们去发现。
　　寻找这些病毒的科学家把自己想像成是在搜寻化石的古生物学家。正如动物会被掩埋进岩石，这些病毒也会遗留在其宿主的基因组里。随着它们宿主的不断进化，病毒‘化石’也会被有效地冻结在流逝的岁月里。
　　“我们确实可以把这些‘化石’从基因组里挖掘出来，然后还原它们的本来面目，”位于阿灵顿德克萨斯州大学的基因组生物学家塞德里克·费斯科特这样表示。“这就好像让一个原始人复活，然后要求他直立行走。”
　　2001年当科学家们在为人类基因组测序的时候，他们注意到许多片段与逆转录病毒（译者注：一种可以改变细胞基因组成的病毒）基因有惊人的相似，这种病毒与艾滋病病毒类属于同一类型。
　　逆转录病毒携带了自己的遗传物质，并且是以单链DNA的形式，被称为RNA。为了产生新的病毒，它们会制造出与自己基因相同的DNA，然后进入宿主的细胞基因组中。接着细胞会把逆转录病毒基因当作自己的同类而不断复制。
　　科学家推测，时不时会有一种逆转录病毒进入宿主细胞体内，但不会每次都把细胞转变成一个病毒加工厂。然而，如果被困的病毒碰巧进入了精子或卵子细胞，其DNA就可能被传递给宿主的后裔。在代代相传的过程中，病毒的DNA会发生变异，其产生正常病毒的能力也会消失。也许在一段时间里，它能够制造新的病毒，让相同的细胞再次感染，不过只要假以时日，该病毒的功能就会消失。
　　近年来，科学家已经找到了若干证据来证实这种推测。例如，考拉逆转录酶病毒（Koala retroviruses）似乎就在这样的转变途中。这种病毒会从一个考拉传染给另一个考拉。不过在某些考拉群中，这种病毒的DNA已经永久地存放在它们的基因组里。
　　法国古斯塔夫洛塞研究所（Gustave Roussy Institute）的亨利·海德曼博士和他的同事们对化石病毒的假设进行了大胆的测试：他们试图让死亡的逆转录病毒‘起死回生’。首先他们在人类基因组内确定若干段与病毒类似的DNA链。每一段都有它自己的突变特征，这是病毒在入侵我们祖先之后形成的。
　　通过比较这些片段，海德曼博士和他的同事们找到了病毒基因的原始序列。接着，他们取出DNA链中的病毒基因进行人工合成，然后把细胞遗传物质注射进细胞，结果这些细胞产生了新的病毒。
　　“这是一次神奇的实验，”塔夫茨大学的化石病毒专家约翰·考芬评价道。
　　目前化石病毒‘猎手’们的目光已经超越了人类基因组。他们正在利用蕴藏于在线数据库日益丰富的哺乳动物基因组资料，追溯并充实过去数千万年来病毒的进化史。牛津大学进化生物学家的阿里斯·卡特左拉凯斯和他的同事最近对哺乳动物体内的泡沫病毒（foamy viruses）化石进行了研究。泡沫病毒的感染对象是某些哺乳动物，包括猴子和猿类。灵长类动物身上的泡沫病毒对人类无害，但研究人员担心它们可能会演变成成危险病毒。卡特左拉凯斯博士和他的同事在两趾树懒的DNA中发现了数百例泡沫病毒的副本。不久他们又发现了潜伏在三趾树懒基因组里的同样病毒。在卡特左拉凯斯博士进行这项研究之前，还没有科学家发现泡沫病毒会感染树懒，或感染它们的近亲如犰狳和食蚁兽。
　　树懒和它们的近亲大约在1亿年前便与其他胎盘哺乳动物分道扬镳，因此卡特左拉凯斯博士的发现告诉我们，泡沫病毒的历史非常悠久。它们甚至在恐龙称霸地球的时代已经感染了所有胎盘哺乳动物的共同祖先。
　　这些“化石”还提供了病毒进化的路线。卡特左拉凯斯博士和他的同事已经发现了某些化石病毒，它们将有助于揭示H.I.V.病毒的悠久历史。
　　艾滋病毒的演变大约发生在一个世纪前，这是一种来自猩猩的猿免疫缺陷病毒的（simian immunodeficiency virus 简称S.I.V.）。许多猿与猴携带它们自己特征的SIV病毒，目前尚没有弄清这种病毒感染灵长类动物的时间已经有多久。
　　2008年，卡特左拉凯斯博士和他的同事在灰色狐猴的基因组里发现了化石级的S.I.V.。这是生活在马达加斯加的一种灵长类动物。去年5月，费绍特博士和他的同事们报告，他们在肥尾狐猴身上也发现了同样的化石病毒。
　　以前科学家从未在狐猴身上发现S.I.V.病毒。狐猴大约在5000万年前便与其他灵长类动物分道扬镳。这种化石病毒缺少的一个基因却在所有其他形式的S.I.V.和H.I.V.病毒中被发现。它也许就是该病毒的一个过渡形式，这有点类似于古生物学家发现的那种有羽毛却无法展翅飞翔的恐龙。
　　化石病毒也研究人类进化过程指明了方向。科学家估计，人类基因组约8.3%的部分与逆转录病毒感染有关。为了作出客观的评估，与在人类基因组所有20,000个蛋白质编码中被发现的类似DNA相比，这个数字是它的7倍。
　　不过根据卡特左拉凯斯博士的研究，这个数字或许太低。他表示：“病毒可衡量的多样性可能会上升，而真正的多样化可能会更高。”
　　因为，一方面有些病毒可能隐藏得太深而科学家们无法发现。在人类基因组中发现博尔纳病毒就是另一个理由，我们可以以此怀疑人类身上实际携带的病毒是否比我们知道的还要多。再者，除了博尔纳病毒之外，至今为止所有被发现的化石病毒均属于逆转录酶病毒。
　　与逆转录酶病毒有所不同的是，博尔纳病毒不会自己进入到宿主的基因组。相反，它们会居住在细胞核内，也就是保存我们DNA的地方。他们在那里操纵细胞的蛋白质，复制自己新的副本。
　　博尔纳病毒的DNA是大阪大学病毒学家敬一郎在意外情况下发现的。此后他一直在把该病毒基因与人类病毒做比较，试图探究这种病毒是否已经发展到能模仿人类蛋白质的程度。他歪打正着，在人类DNA中发现四个明显由博尔纳病毒基因遗传下来的片段。“当我发现它们时，感到非常惊讶，”敬一郎博士表示。
　　他和他的同事也在猿与猴身上发现同样的博尔纳病毒的DNA。用通俗的话来说，大约在4000万年前博尔纳病毒首先侵入了人类的共同祖先猿与猴。不过，灵长类动物并非是博尔纳病毒的唯一侵袭目标。敬一郎博士和他的同事在其他哺乳动物身上已经发现独立的入侵证据，这些动物包括地面松鼠、豚鼠和大象。
　　敬一郎博士和他的同事怀疑，博尔纳病毒实际上并没有袭击哺乳动物的基因组，相反，是基因组绑架了病毒。
　　哺乳动物基因组拥有成千上万段被成为LINEs 的DNA。LINEs有时会复制自己的副本，让它们重新进入基因组。敬一郎博士的研究表明，LINEs劫取了博尔纳病毒的基因，并把它们拖进了自己的基因组。
　　这一发现让我们认识到，LINEs有可能绑架了浮动在它们宿主DNA附近的其他病毒，例如流感病毒。
　　在博尔纳病毒基因的四个拷贝中，有两个已经变异，因此，我们的细胞不可能利用它们来制造蛋白质。不过其余两个基因看上去完好无损，这也许说明我们的身体在利用它们谋取好处，不过它们的确切功能目前尚不清楚。
　　研究表明，人体俘获的某些病毒有助于防范其他病毒的入侵。一种被称作syncytin的病毒蛋白对我们的出生至关重要。（译者注：syncytin学名合胞体蛋白也叫合胞素，属于人类俘获的逆转录病毒囊膜蛋白，在胎盘形成过程中与细胞滋养层和合胞滋养层的分化十分相关。）
　　“胎盘是它表达的唯一地方，”海德曼博士指出。为了了解其功能，他和他的同事让实验小鼠的这个基因残缺，结果由于合胞体蛋白缺失，小鼠的胎盘变形，胚胎死亡。
　　合胞体蛋白最初是附着在逆转录酶病毒表面的蛋白，然后才融合进细胞的。当哺乳动物俘获到它的基因之后，会利用它在胎盘中建立一层融合细胞，母体可以通过它们将营养输送给胚胎。
　　海德曼博士和他的同事已经发现，在过去的一亿年中，哺乳动物为了制造合胞体蛋白曾多次利用了病毒。 “无论我们去那里寻找它们，总会发现它们的身影，”海德曼博士说。
　　然而，现在人类身上的合胞体蛋白实际上可能已经取代了我们祖先身上的那种，但它却是病毒给早期胎生哺乳动物的第一笔馈赠。事实上，这种感染头一次让胎生哺乳动物有可能传宗接代。“这是动物进化史上的一件惊天大事，”博海德曼博士评价道。

　　[名词解释]：博尔纳病毒
　　博那病毒最早见于19世纪的德国，是一种在战马中流行的伴有神经精神症状的脑膜脑炎，致死率较高，这种疾病首次在德国萨克森州博那镇暴发，后以该镇名字来命名。
　　博那病毒的地理学分布比较广泛，在德国、瑞士、澳大利亚、美国、日本、伊朗、以色列、土耳其和英国均有报道。
　　博那病毒具有严格的嗜神经性，在感染细胞内呈低产量非溶细胞性复制。它所引起的博那病（Borna disease，BD）是一种以行为异常、脑实质和脑膜的炎性细胞浸润以及疾病特异性的抗原在边缘系统神经元中积聚为特征的主要由免疫介导的神经综合征。
　　这种病毒传染范围包括人类在内的哺乳动物和鸟类，由于它仅通过神经细胞进行传染，因此它被科学家们视为是一种奇特的病毒，它将在宿主体大脑中建立持续性感染，病毒将在感染的细胞核内发育。
　　博那病毒自然感染主要发生在马和羊，但也有报道其自然感染在美洲驼、猫、猞猁、狐狸、驼鸟、野鸟和牛中发生。实验中，博那病毒可感染从鸟类到非人灵长类的一个广泛的动物种属，因而推断它可能感染包括人类在内的所有温血动物。