我國科學家對雀鳥輻射性演化有新發現

光明日報北京4月15日電（記者張蕾）病毒與宿主在漫長的演化過程中既對抗又合作，并對宿主產生深遠影響。我國科學家團隊研究發現：古老病毒曾經插入到鳥類DNA里，并伴隨著雀形目鳥類物種大爆發在鳥類宿主里不斷增殖，而鳥類不僅可以有效地清除掉這些增殖的病毒DNA，還可以利用殘余的病毒來源序列調控自身的大腦基因表達。相關成果日前發表于國際學術期刊《自然·通訊》。

包括黃鸝、金絲雀、柳鶯等鳥類的雀形目是當代鳥類中最多樣化的類群，有6600多個物種，約占鳥類物種總數的60%。其中，約三分之二的雀形目鳥類因善于鳴唱而被稱為鳴禽。在約2240萬年前，雀形目鳥類發生了快速的輻射性演化事件，奠定了當代物種多樣性的格局。

論文通訊作者，浙江大學生命演化研究中心、良渚實驗室研究員馮少鴻介紹，某些逆轉錄病毒在感染宿主細胞后，有一定的概率將自己的全部或部分DNA序列插入到宿主的基因組，從而留下感染的痕跡。如果這些序列插入宿主生殖細胞的DNA中，就有可能遺傳給后代。這些病毒序列可以轉錄表達，并在宿主細胞中發揮功能，所以被稱為內源性逆轉錄病毒。“在漫長的演化過程中，其中一類內源性逆轉錄病毒K的序列元件廣泛存在于雀形目鳥類基因組中，而且越是近期產生的物種，這類序列的拷貝數越多。時至今日，這類內源性病毒序列還在群體里不斷增殖。”

值得注意的是，在約2240萬年前的古近紀—新近紀界限時期，內源性逆轉錄病毒K不僅在雀形目鳥類里爆發性出現，同時期也侵入到我們靈長類和其他多個動物類群的基因組。“這些序列元件是古病毒感染宿主留下的遺跡，絕大多數雖然不再具有完整的病毒基因功能，有些殘余序列卻演化出了調控鳥類基因表達開關的功能。”論文第一作者、中國科學院大學博士研究生陳光霽說。通過對雀形目鳥類和非雀形目鳥類大腦基因表達的比較，研究團隊發現，ITGA2基因在雀形目鳥類涉及發聲學習的腦區高度表達，而在非雀形目鳥類相同的腦區卻有較低的表達量。在雀形目中該基因上游區域插入一段病毒來源序列，結果表明這一序列對該基因發揮了表達調控作用。

“該發現不僅豐富了人們對古病毒序列在鳥類物種演化中作用的認知，也為古病毒序列調控宿主基因功能從而影響宿主演化提供了一個例證。”馮少鴻說。

《光明日報》（2024年04月16日 01版）

來源： 光明日報