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我们基因中古代病毒的遗传痕迹可能影响了成瘾行为

来源:环球科学

作者:Yasemin Saplakoglu

 

图片来源:Shutterstock

 

 

数十万年前,我们的祖先被一种逆转录病毒感染。如今,有研究人员认为这种病毒古老的遗传痕迹依然存在于一些人的基因组中,悄悄地促进着成瘾行为。

 

924日,一队国际研究小组在PNAS期刊上公布了关于HK2逆转录病毒的研究:相较于非成瘾人群,该病毒遗传信息的痕迹在吸毒成瘾者中更为常见,而且这些遗传痕迹可能会影响其周围的基因,从而影响人类的行为。

 

逆转录病毒——包括HK2以及人类免疫缺陷病毒(HIV)——是一种可以将其基因序列插入到宿主DNA里的病毒。人们认为,约有5%8%的人类基因组是古逆转录病毒留下的遗传痕迹,它们在古时候感染我们的祖先,从而进入了我们的基因。

 

在大多数情况下,这些古逆转录病毒的痕迹在人与人之间没有太大差异——换言之,很可能你和随便一个路人都携带了相同种类和数量的古老遗传信息。相反,HK2病毒的遗传痕迹只存在于全球5%10%的人群中。

 

这意味着,这种病毒感染在长远的进化历史中出现得相对较晚,所以它还没能在群体中分布均匀,或者被自然选择所削弱。“相对较晚”在这里的意思是,它已经在人类基因里——以及尼安德特人和丹尼索瓦人的基因中——潜伏了至少25万年。

 

潜伏的古老感染

 

在这项研究的第一部分中,来自希腊雅典大学和英国牛津大学的两组研究人员分析了人们的DNA,检测了那些携带HK2遗传痕迹的人是否有更容易上瘾的倾向。

 

在希腊,研究人员分析了200多名艾滋病患者的基因,英国研究人员则分析了大约180名丙型肝炎患者的DNA。这两种病毒都可以通过静脉注射的毒品进行传播。

 

希腊的研究小组发现,通过注射毒品感染艾滋病的人,其基因组里携带HK2遗传痕迹的可能性比那些通过其它渠道受感染(如性爱)的人大了2.5倍。同样在英国,因注射毒品而感染丙型肝炎且长期吸毒的人,其基因携带HK2的可能性比那些非吸毒感染者大3.6倍。

 

此前人们已经知道,在DNA里存留了HK2痕迹的人中,这些痕迹可以在一个叫做RASGRF2的基因中找到,这个基因作用于大脑的多巴胺分泌活动。多巴胺是一种神经递质,和大脑的快感回路不可分割,且被认为会促使人们重复使他们愉悦的行为。此外,根据国家药物滥用研究所的数据,这种化学物质可以通过改变大脑连接的方式来达到让人们重复愉悦的活动的效果。现已知,吸毒会使大脑分泌大量的多巴胺。

 

在研究的第二部分里,研究人员调查了HK2痕迹对人类基因的影响。在一个实验室实验中,科学家们使用基因“剪刀”——CRISPR-Cas9——把HK2的遗传信息插入到不含人类细胞DNA中。具体而言,他们把病毒的遗传痕迹插入到之前它们在人类基因里被发现的确切区域,也就是RASGRF2基因中。

 

研究人员发现,古代病毒遗传痕迹的插入改变了RASGRF2的表达模式;换句话说,它改变了用DNA中储存的信息来制造蛋白质的过程。

 

尽管如此,由于这个实验是在实验室培养皿,而非人体之中完成,这一发现对成瘾行为的影响仍不清楚。

 

将古代病毒作为标靶能更好防治成瘾吗?

 

这项新研究是(研究人员)“第一次表明,以不同程度存在于人类群体之中的古代病毒基因插入对人类生理产生了可以测量,甚至有害的影响。”该研究的共同资深作者Aris Katzourakis表示,他是牛津大学进化和基因组学的教授,领导了英国部分的研究。Katzourakis补充说,研究的第一部分——研究人员在吸毒群体中观察到了更高比例的病毒遗传痕迹——仅仅显示了一种相关性,但是实验的第二部分显示,病毒插入导致了细胞生理的变化。

 

此外,“病毒的融合发生在数千年前,早于我们今天看到的成瘾行为,”Katsourakis告诉Live Science。研究人员在论文中提出,或许在某一阶段,这种病毒的结合对人类是有益的,所以它才盛行一时,躲避了自然选择的淘汰。”

 

现在,团队希望他们能准确理解HK2的痕迹如何影响了成瘾行为。这可能会启发“更好的干预手段,”Katsourakis说道,“如果我们能制造出一种针对这段插入基因的药物,我们或许就能更好地帮助人们从这种行为中恢复过来。”

 

“我认为这项研究很有意义,”耶鲁大学干细胞中心的遗传学副教授Andrew Xiao说道,他没有参与这项研究,“它告诉我们,基因组中存在很多易受病毒融合影响的片段。”人们一直对此有所猜测,并且已经收集了很长时间的数据,但是“我认为病毒融合与人类疾病的相关性还是很新的发现,”他告诉Live Science

不过,这一方面还需要更多的研究。“我认为这是一个很好的开始,未来还有很多非常有趣的研究工作。”Xiao补充道。

 

翻译:童宁聪

 

审校:王泽宇

本文来自:环球科学
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