研究发现：远古病毒关闭了黑猩猩的一个大脑基因

瑞典隆德大学的研究人员在《科学进展》（Science Advances）上报告称，一种约400万年前感染黑猩猩的病毒留下了一段DNA，它会关闭一个在发育中的人类大脑里活跃的基因。这一发现指出了一种具体的途径，说明病毒感染可能如何推动黑猩猩和人类的大脑走上不同的发育道路。

人类和黑猩猩大约在500万至600万年前从共同祖先分化而来，我们的DNA只有约1.2%不同。然而人类的大脑大约大三倍，科学家长期以来一直在问：如此相似的一套编码蛋白质的基因，为何会造就如此不同的大脑。

一种存在于猿类却不见于人类的病毒

“我们知道，远古病毒可以在基因组中留下DNA，这些残留物可能影响附近的基因，”第一作者、隆德大学分子神经遗传学家帕特里夏·格尔德斯（Patricia Gerdes）说。研究团队关注的是PTERV1，即黑猩猩内源性逆转录病毒1（Pan troglodytes endogenous retrovirus-1）的缩写。这种逆转录病毒存在于黑猩猩和其他非洲猿类中，但人类身上没有。

目前尚不清楚，为什么那么多近缘猿类都携带PTERV1，而人类却从未携带。一种理论认为，一种名为TRIM5α的抗病毒蛋白保护了我们的祖先。另一种理论认为，感染传播时，黑猩猩和人类的祖先生活在不同的地方。这项新研究并不试图解决这个问题。

沉默下来的基因

这种病毒把DNA序列插入了黑猩猩的基因组，这些序列至今仍然活跃。其中一个位于LINC00662，这是一段DNA，会被复制成一种分子，为构建某种特定蛋白质提供指令。两个物种都有这个基因。研究人员发现，在人类中它在大脑早期发育期间活跃，他们的实验表明它有助于脑细胞成熟并长出突起。

在黑猩猩中，病毒插入使LINC00662被关闭。

类器官实验显示了什么

为了检验这个基因的作用，研究团队使用了人类脑类器官，即在实验室中培养的微小细胞团，用作发育中大脑的模型。当LINC00662被关闭时，神经元及其突起（即在细胞之间传递信号的树突和轴突）的成熟和生长不如基因完好时旺盛。

研究人员还反向做了实验。在黑猩猩干细胞中，去除病毒插入恢复了LINC00662的活性，表明这一插入确实促成了该基因的沉默。

这一结果没有表明什么

格尔德斯对研究的局限十分谨慎。“我们还不知道LINC00662在人体中的所有作用，也不知道它的活性丧失对整个黑猩猩意味着什么，”她说。她解释说，如果人类携带同样的插入，该基因很可能会被关闭，脑细胞的发育也会改变，“但我们无法预测这会产生某种特定的大脑形状、能力或行为”，因为其影响可能取决于周围的DNA和其他基因。

同样，在黑猩猩细胞中恢复该基因，也不能说明大脑发育会因此发生转变。“大脑的差异源于许多遗传和发育方面的影响，”格尔德斯说，而且从成年大脑中去除这一插入，也无法撤销大脑早先的发育。

这项研究为逆转录病毒插入促成人类与黑猩猩差异的证据又添一笔。更多研究报道，请见我们的科学版块。