客观日本

东工大对两种果蝠实施全基因组测序,探索蝙蝠高抗病毒免疫力之谜

2020年10月28日 生物医药

本文根据东京工业大学研究成果发布资料编译而成

东京工业大学生命理工学院生命理工学系的二阶堂雅人副教授和综合理工学研究科的研究生张子聪,与国立遗传学研究所的近藤伸二特聘副教授及东京大学生产技术研究所的甲斐知惠子特聘教授等人组成的联合研究团队,对棕果蝠和埃及果蝠(照片)的全基因组序列进行了测序。

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图:此次实施全基因组测序的果蝠
左:棕果蝠(Rousettus leschenaultia),右:埃及果蝠(Rousettus aegyptiacus)
供图:长谷川政美 统计数理研究所名誉教授

果蝠(大蝙蝠,Megabat)是由部分小蝙蝠(Microbat)分化出来的一个群体,其快速的适应性进化引发了很多研究人员的关注。此次的研究,除了对两种果蝠实施全基因组测序外,还对包括小蝙蝠在内的22种哺乳类动物实施了全面的比较基因组分析,探索了与果蝠的自主进化有关的基因。

研究团队首先着眼于果蝠的化感基因(味觉、嗅觉、信息素)。通过对各种哺乳动物基因组中的化感基因数量进行比较,发现果蝠的嗅觉基因显著地增加(图2)。这种嗅觉基因的数量显著增加被认为,反映了随着果蝠的回声定位能力丧失而出现的替代感知系统的进化,以及,对气味性水果食物的适应。

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图2:果蝠的嗅觉基因增加
蓝色和黄色表示被认为发挥了作用的基因,红色表示损伤的基因数量(横轴)。与小蝙蝠相比,以OR(Olfactory Receptor)和TAAR(Trace Amine-Associated Receptor)为代表的嗅觉基因在果蝠身上显著增加。

研究团队接下来对果蝠的各个基因实施了全面的选择压力分析,在免疫系统和蛋白质代谢系统的基因中,检测出了适应性进化的痕迹。目前已经确认,果蝠是以尼帕病毒感染和马尔堡病等为代表的高致死性人畜共患感染症病毒的自然宿主。果蝠自身即使感染这些病毒也不会发病,其理由被认为是果蝠进化出了非常强的抗病毒免疫力。

此次在免疫系统基因中检测出适应性进化的痕迹很符合这种设想,另外还成功地找出了具体的基因。此次的研究还发现,在宿主基因组中像病毒一样增殖的反转录转座子,其活性在果蝠基因组中显著降低。这表明,果蝠可能存在能在自身的基因组中防止病毒等可动因子增殖的主动机制。

此次的研究围绕果蝠的适应性进化取得了重要发现,不仅如此,还有望成为对人兽共患传染病病毒的感染和发病机理进行医学研究的基础。

论文信息
题目:Comparative genomic analyses illuminate the distinct evolution of megabats within Chiroptera
期刊:DNA Research
DOI:10.1093/dnares/dsaa021

研究成果发布资料
编译:JST客观日本编辑部

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