在珊瑚共生体的DNA中发现的古代病毒

一个国际海洋生物学家团队发现了嵌在造礁珊瑚内共生生物DNA 中的古代 RNA 病毒残余物。

RNA 片段来自早在 1.6 亿年前就感染了共生体的病毒。本周发表在《自然》杂志《通讯生物学》上的一项开放获取研究描述了这一发现，它可以帮助科学家了解当今珊瑚及其伙伴如何抵抗病毒感染。但这是一个令人惊讶的发现，因为大多数 RNA 病毒都不会将自身嵌入到它们所感染的生物体的 DNA 中。

研究表明，内源性病毒元件或 EVE 广泛出现在珊瑚共生体的基因组中。被称为甲藻的单细胞藻类生活在珊瑚内部，并为它们提供引人注目的颜色。EVE 的发现强调了最近的观察结果，即逆转录病毒以外的病毒可以将它们的遗传密码片段整合到宿主的基因组中。

“那它为什么会进去?” 赖斯大学的研究合著者Adrienne Correa问道。“这可能只是一场意外，但人们开始发现这些‘意外’比科学家之前认为的更频繁，而且它们存在于各种宿主中，从蝙蝠到蚂蚁，从植物到藻类。”

RNA 病毒出现在珊瑚共生体中也是一个惊喜。

“这就是让我对这个项目如此感兴趣的原因，”该研究的主要作者、Correa 研究小组的研究生Alex Veglia说。“根据我们所知，这种病毒确实没有理由存在于共生体的基因组中。”

该研究得到了塔拉海洋基金会和国家科学基金会的支持，由科雷亚、韦格利亚和来自俄勒冈州立大学的两位科学家、博士后学者卡利亚·比斯托拉斯和海洋生态学家丽贝卡·维加·瑟伯领导。该研究提供的线索可以帮助科学家更好地了解病毒对珊瑚礁健康的生态和经济影响。

研究人员没有在过滤海水样本或无甲藻的石珊瑚、水生珊瑚或水母的基因组中发现来自 RNA 病毒的 EVE。但 EVE 普遍存在于从数十个珊瑚礁地点收集的珊瑚共生体中，这意味着致病病毒对它们的目标宿主很挑剔，而且可能仍然如此。

“地球上的病毒种类繁多，”生物科学助理教授科雷亚说。“有些我们很了解，但大多数病毒尚未被鉴定。我们或许能够检测到它们，但我们不知道它们的宿主是谁。”

她说，包括逆转录病毒在内的病毒有多种方式可以通过感染宿主进行复制。“我们的研究很酷的一个原因是因为这种 RNA 病毒不是逆转录病毒，”Correa 说。“鉴于此，你不会期望它整合到宿主 DNA 中。

“多年来，我们在珊瑚群落中发现了大量病毒，但很难确定它们感染了什么，”Correa 说。“因此，这可能是我们掌握的关于珊瑚群落相关病毒实际宿主的最好、最具体的信息。现在我们可以开始问为什么共生体保留了那个 DNA 或基因组的一部分。怎么没早就丢了?”

EVE 已保存数百万年的发现表明它们可能以某种方式对珊瑚共生体有益，并且存在某种机制可以驱动 EVE 的基因组整合。

“接下来我们可以探索很多途径，比如这些元素是否被用于甲藻体内的抗病毒机制，以及它们如何影响珊瑚礁健康，尤其是在海洋变暖的情况下，”Veglia 说。

“如果我们正在处理海水温度升高的问题，那么共生藻科物种是否更有可能含有这种内源性病毒元素?在他们的基因组中加入 EVE 会提高他们抵抗现代 RNA 病毒感染的几率吗?” 他说。

“在另一篇论文中，我们发现当珊瑚受到热应激时，RNA 病毒感染会增加。所以有很多活动部件。这是拼图中的另一块好拼图。”

Correa 说：“我们不能假设这种病毒会产生负面影响。但与此同时，在这些温度压力条件下，它看起来确实变得更有效率了