最近研究發(fā)現(xiàn),,人體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)能夠造成HIV的高度突變,,使它無(wú)法順利增殖,因而抑制病毒的擴(kuò)散。但這個(gè)蛋白質(zhì)卻在HIV演化出來(lái)的三千兩百萬(wàn)年前-也就是距今三千三百萬(wàn)年前-就已經(jīng)出現(xiàn)了,。
不同的AIDS患者對(duì)于HIV感染的敏感性(susceptibility)以至于病程(progression)并不相同,,這與感染的病毒品系及患者本身的基因組成有關(guān)。越來(lái)越多研究發(fā)現(xiàn),,人類某些基因會(huì)大大影響到病毒的演化,;其中一個(gè),是名為apolipoprotein B–editing catalytic polypeptide 3G(APOBEC3G)的基因,。
APOBEC3G是一種胞嘧啶脫胺酶(cytidine deaminase),,具有DNA剪輯(editing)的功能,能將HIV及猿猴免疫缺陷病毒(simian immunodeficiency virus,,SIV)cDNA中的胞嘧啶轉(zhuǎn)變成尿嘧啶(uracil),,接著在病毒的基因體上造成許多鳥糞嘌呤(guanine)轉(zhuǎn)成腺嘌呤(adenine)的突變。
HIV屬于反轉(zhuǎn)錄病毒科(Retroviridae)慢病毒屬(Lentiviruses),。慢病毒屬的病毒絕大部分具有一個(gè)名為Vif(virion infectivity factor)的基因,,其蛋白質(zhì)產(chǎn)物能與APOBEC3G結(jié)合,并把它丟到蛋白解體(proteasome)中分解掉,,藉此保護(hù)新生成的病毒不受影響,。由于功能拮抗,APOBEC3G和Vif在天擇下互有消長(zhǎng),,寄主和病毒像在舉行軍備競(jìng)賽一般,,借著不斷產(chǎn)生的遺傳變異做為軍備更新。這樣的競(jìng)爭(zhēng),,通常會(huì)加速物種突變速率,,突變的部分容易被保存下來(lái),這便稱為正向選擇(positive selection),。
研究發(fā)現(xiàn),,APOBEC3G在靈長(zhǎng)類動(dòng)物的演化過(guò)程中曾經(jīng)過(guò)非常多次正向選擇。透過(guò)分析新世界猴,、舊世界猴,、大猩猩及人類等12種靈長(zhǎng)類動(dòng)物的APOBEC3G基因,發(fā)現(xiàn)它的出現(xiàn)可追溯至三千三百萬(wàn)前,。但最令研究人員驚訝的是,,正向選擇開(kāi)始在APOBEC3G身上作用的時(shí)間遠(yuǎn)早于慢病毒出現(xiàn)的時(shí)間-后者估計(jì)最早不超過(guò)一百萬(wàn)年前。這表示三千萬(wàn)年來(lái)給予APOBEC3G競(jìng)爭(zhēng)壓力的對(duì)手另有其人,,HIV是后來(lái)才加入戰(zhàn)局的,;也因?yàn)榧尤霑r(shí)間短暫,APOBEC3G還無(wú)法對(duì)HIV產(chǎn)生專一破壞性,,而是對(duì)整個(gè)慢病毒屬都有作用,。
雖目前尚無(wú)法確定哪些基因參與了這個(gè)演化競(jìng)爭(zhēng),,又是經(jīng)過(guò)怎樣的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,但若加以深入考量研究,,相信對(duì)艾滋病甚至是其它疾病的治療,都會(huì)有莫大的幫助,。此外,,在發(fā)現(xiàn)APOBEC3G先前,RNA/DNA剪輯只被認(rèn)為與遺傳密碼的多樣性有關(guān),;現(xiàn)在經(jīng)由APOBEC3G對(duì)抑制病毒繁衍的研究,,有助于我們對(duì)靈長(zhǎng)類動(dòng)物體內(nèi)核酸剪輯的了解;而這種以RNA/DNA剪輯當(dāng)作抑制外來(lái)基因的方法,,可能正是靈長(zhǎng)類祖先所仰賴的防御機(jī)制,。
原文:
Ancient Adaptive Evolution of the Primate Antiviral DNA-Editing Enzyme APOBEC3G. PLOS Biology 2(9):e275 (2004).