2016年11月,我院分時教授張永振研究員在Nature雜志上以長文形式發(fā)表題為 Redefining the invertebrate RNA virosphere 的重大研究成果,對無脊椎動物RNA病毒圈進(jìn)行了重新界定【1】。時隔一年半不到,該團(tuán)隊再一次在Nature雜志上以長文形式發(fā)表論文,論文題為The evolutionary history of vertebrate RNA viruses,通過使用大規(guī)模的元轉(zhuǎn)錄組學(xué)方法,發(fā)現(xiàn)爬行動物、兩棲動物、肺魚、鰭條魚、軟骨魚和無顎魚中的214種脊椎動物相關(guān)病毒。對揭示脊椎動物整個進(jìn)化歷史中各種病毒-宿主的關(guān)聯(lián)性具有重要的意義。
RNA病毒具有高度遺傳多樣性,而目前人們對整個RNA病毒的進(jìn)化過程所知還十分有限。對于無脊椎動物RNA病毒來說,2016年,張永振團(tuán)隊在Nature發(fā)表的文章顯示,他們在湖北、浙江和新疆陸地地區(qū)以及黃海、東海和南海海洋地區(qū)調(diào)查了九個動物門(節(jié)肢動物門、環(huán)節(jié)動物門、星蟲動物門、軟體動物門、線形動物門、扁形動物門、腔腸動物門、棘皮動物門、脊索動物門背囊亞門)超過220種無脊椎動物,通過深度轉(zhuǎn)錄組測序共計發(fā)現(xiàn)超過1445種全新的病毒,其中一些病毒與現(xiàn)有已知病毒的差異性足以把它們定義為新的病毒科。該研究在發(fā)表的論文中直接命名了五個新的病毒科或病毒目——越病毒、 秦病毒、 趙病毒、魏病毒和燕病毒(這部分內(nèi)容來源于疾控中心官網(wǎng)報道)【1】。
對于脊椎動物RNA病毒來說,對其多樣性和進(jìn)化的理解很大程度上局限于在哺乳動物和禽類宿主中發(fā)現(xiàn)的病毒。在張永振團(tuán)隊最新的這項研究成果中,研究人員對能夠代表脊索動物門(phylum Chordata)的超過186種宿主物種進(jìn)行了一個大規(guī)模的元轉(zhuǎn)錄組分析(meta-transcriptomics),最終鑒定到了過去未曾報道過的214種脊椎動物相關(guān)病毒,其中196種被認(rèn)為是脊椎動物特異性的(vertebrate-specific)。這些數(shù)據(jù)表明,與此前的認(rèn)識相比,在鳥類和哺乳動物以外的脊椎動物中,RNA病毒數(shù)量更多,多樣性更顯著。特別值得注意的是,每一個已知感染哺乳動物和鳥類的脊椎動物特異性病毒家族或?qū)僖餐瑯哟嬖谟趦蓷珓游?、爬行動物或魚類。
同時,該研究還為大多數(shù)脊椎動物RNA病毒群建立了長期的進(jìn)化歷史,并使用直系同源內(nèi)源病毒元件評估進(jìn)化時間尺度(evolutionary timescales)來支持這一觀點。特別值得一提的是,作者在論文討論部分提到,鑒于我們對RNA病毒多樣性的取樣仍然非常有限,將一個特定的寄主群體鑒定為另一個寄主群體的祖先顯然是太簡單化了,或許還會是錯誤的。此外,該研究還鑒定新的脊椎動物特異性RNA病毒和基因組結(jié)構(gòu),并重新評估媒傳RNA病毒(vector-borne RNA viruses)的進(jìn)化。
綜上,該研究揭示了脊椎動物相關(guān)病毒家族的長期病毒-宿主關(guān)系,拓展了人們對RNA病毒進(jìn)化的認(rèn)識。
參考文獻(xiàn)
1、Shi, M., Lin, X. D., Tian, J. H., Chen, L. J., Chen, X., Li, C. X., ... & Zhang, Y. (2016). Redefining the invertebrate RNA virosphere. Nature, 540(7634), 539.
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