原創 學術經緯
人類的基因組裡，不全是我們自己的基因。基因組測序的結果告訴我們，有大約8%的序列來自病毒，比編碼蛋白質的基因序列更多。據推算，那是我們的靈長類祖先在數百萬年前遭受病毒感染留下的“後遺症”。
這類病毒屬於逆轉錄病毒——和今天我們認識的HIV一樣，也就是它們在自我複製時，需要把自己的遺傳物質RNA“逆轉錄”為DNA，然後借用細胞轉錄機制插入宿主細胞的基因組。通常，受逆轉錄病毒感染的細胞不會代代相傳，但極其偶然的機會，當動物的生殖細胞被逆轉錄病毒感染，源於病毒的DNA有機會被納入宿主的基因組，成為所謂的“內源性逆轉錄病毒”（ERV）。在小鼠、豬、貓等哺乳動物中，科學家們都發現有內源性逆轉錄病毒的存在。
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時至今日，人類基因組中已經找到30多類古老的逆轉錄病毒留下的上萬種序列。這些序列通常包含了編碼病毒蛋白的基因以及調控基因表達的啟動子等元件。科學家們曾一度以為它們只不過是人類基因組中堆積的“垃圾”片段，然而，一些新的研究逐漸揭示，內源性逆轉錄病毒的基因可能比我們原以為的“活躍”得多。
最近，一項發表在《科學》雜誌的新研究證明，來自內源性逆轉錄病毒的一些基因及其調控元件，甚至已經被我們用來“抗病毒”——幫人類細胞抵擋其他外源的病毒。
在這項新研究中，康奈爾大學（Cornell University）的研究人員使用計算基因組學的方法在人類基因組中搜尋可能仍有活性的內源性逆轉錄病毒序列。為此，他們把目標放在了與包膜（envelope）蛋白有關的序列。包膜相當於這類病毒的一層外套，其蛋白與宿主細胞表明的受體結合，是逆轉錄病毒得以進入細胞的關鍵。如今我們熟悉的新冠病毒的刺突蛋白就是該病毒的一種包膜蛋白。
研究人員測試了所有可能保留了受體結合活性的潛在包膜蛋白編碼序列，鑒定這些基因中有哪些在特定類型的人類細胞中仍會表達基因產物。“我們通過明確的證據發現，其中許多在早期胚胎和生殖細胞中表達，一部分在發生感染後的免疫細胞中表達。”負責這項研究的Cedric Feschotte教授說。
隨後，研究人員重點關注了一種叫做抑制素（Suppressyn）的包膜蛋白，它在胎盤和人類胚胎的發育早期階段表現出高水平的表達。而且，抑制素已知與受體ASCT2結合，而該受體正是一類D型逆轉錄病毒進入細胞的門戶。
研究人員接着在人類胎盤樣細胞中進行了實驗。當這些細胞暴露於一種通常能夠感染貓的D型逆轉錄病毒RD114時，胎盤幹細胞和胚胎幹細胞不會被感染，而其他不表達抑制素的人類細胞類型則很容易被感染。研究人員試着在胎盤幹細胞中去除抑制素，結果這些細胞就會變得易感染病毒；而重新補充抑制素，它們的抗病毒能力也隨之恢復。
抑制素能夠幫助人類細胞防禦外源病毒，在另一組實驗中得到了進一步驗證：研究人員在通常無法抵禦RD114的胚胎腎細胞系細胞中引入了抑制素，結果這些細胞獲得了額外的抗病毒能力
▲《科學》的評論文章中用“馴化”一詞來描述了這種關係：一些內源性逆轉錄病毒的遺傳元件被人類的基因組“馴化”（圖片來源：參考資料[2]）
綜合這些結果來看，來自內源性逆轉錄病毒的蛋白，佔據了細胞表面受體，從而關閉了同類病毒進入我們細胞的通道，把許多在其他物種中傳播的病毒擋在胚胎之外。通過這種方式，那些遠古時代感染人類的逆轉錄病毒，如今被我們用來保護自己。
研究人員相信，這一發現不是偶爾，繼續深入探索將揭示一個天然的抗病毒蛋白庫。“我們的研究結果表明，人類基因組中存在一個蛋白質庫，有可能阻止廣泛的病毒。”Feschotte教授說道。
