客觀日本

東工大對兩種果蝠實施全基因體測序,探索蝙蝠高抗電腦病毒免疫力之謎

2020年10月28日 生物醫藥

本文根據東京工業大學研究成果發佈資料編譯而成

東京工業大學生命理工學院生命理工學系的二階堂雅人副教授和綜合理工學研究科的研究生張子聰,與國立遺傳學研究所的近藤伸二特聘副教授及東京大學生產技術研究所的甲斐知惠子特聘教授等人組成的聯合研究團隊,對棕果蝠和埃及果蝠(照片)的全基因體序列進行了測序。

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圖:此次實施全基因體測序的果蝠
左:棕果蝠(Rousettus leschenaultia),右:埃及果蝠(Rousettus aegyptiacus)
供圖:長谷川政美 統計數理研究所名譽教授

果蝠(大蝙蝠,Megabat)是由部分小蝙蝠(Microbat)分化出來的一個群體,其快速的適應力演化引發了很多研究人員的關注。此次的研究,除了對兩種果蝠實施全基因體測序外,還對包括小蝙蝠在内的22種哺乳類動物實施了全面的比較基因體分析,探索了與果蝠的自主演化有關的基因。

研究團隊首先着眼於果蝠的化感基因(味覺、嗅覺、資訊素)。透過對各種哺乳動物基因體中的化感基因數量進行比較,發現果蝠的嗅覺基因顯著地增加(圖2)。這種嗅覺基因的數量顯著增加被認爲,反映了隨着果蝠的回音定位能力失落而出現的替代感知系統的演化,以及,對氣味性水果食物的適應。

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圖2:果蝠的嗅覺基因增加
藍色和黃色表示被認爲發揮了作用的基因,紅色表示傷害的基因數量(橫軸)。與小蝙蝠相比,以OR(Olfactory Receptor)和TAAR(Trace Amine-Associated Receptor)爲代表的嗅覺基因在果蝠身上顯著增加。

研究團隊接下來對果蝠的各個基因實施了全面的擇汰壓力力分析,在免疫系統和蛋白質代謝系統的基因中,檢測出了適應力演化的痕跡。目前已經應答,果蝠是以尼帕電腦病毒傳染和馬爾堡病等爲代表的高致死性人畜共患傳染症電腦病毒的自然寄主。果蝠自身即使傳染這些電腦病毒也不會發病,其理由被認爲是果蝠演化出了非常強的抗電腦病毒免疫力。

此次在免疫系統基因中檢測出適應力演化的痕跡很符合這種設想,另外還成功地找出了具體的基因。此次的研究還發現,在寄主基因體中像電腦病毒一樣增殖的反轉錄轉座子,其活性在果蝠基因體中顯著降低。這表明,果蝠可能存在能在自身的基因體中防止電腦病毒等可動因子增殖的主動機制。

此次的研究圍繞果蝠的適應力演化取得了重要發現,不僅如此,還有望成爲對人獸共患傳染病電腦病毒的傳染和發病機理進行醫學研究的基礎。

論文資訊
題目:Comparative genomic analyses illuminate the distinct evolution of megabats within Chiroptera
期刊:DNA Research
DOI:10.1093/dnares/dsaa021

研究成果發佈資料
編譯:JST客觀日本編輯部