科学家们发现了蝙蝠中与其免疫反应相关的遗传因素。
自COVID-19疫情开始的五年后,全球研究人员仍在继续调查其影响,并寻求在未来预防类似疫情的新策略。一组国际科学家在这一努力中可能发现了一个重要线索,德克萨斯理工大学的实验室对此做出了重要贡献。
该研究由生物科学系教授兼副主任大卫·雷领导,雷实验室参与了发表在《自然》杂志上的蝙蝠基因组研究。该研究识别了一种特定蝙蝠物种中的遗传元素,这种蝙蝠相比其他动物表现出更多的免疫系统适应性。
研究结果表明,某些蝙蝠中普遍存在的一种基因能够降低SARS-CoV-2病毒的产生多达90%,为针对病毒感染的创新医疗治疗铺平了道路。
雷表示:“蝙蝠具有显著的能力来抵御一些严重的病毒感染影响,这些感染可能会使我们感到非常痛苦。虽然我们可能会严重受困,但蝙蝠在接触到相同病原体时则表现出很小的反应。”
雷解释说,他的实验室对蝙蝠基因组组装的注释做出了贡献。基因组注释涉及详细说明基因组的所有方面,包括基因、调控序列以及编码和非编码区域。德克萨斯理工实验室确定了这些组装中转座元件(TEs)的区域,这些区域中的DNA片段可以自我复制并引起基因组的变异。
蝙蝠在哺乳动物中表现出独特的TEs谱系,提供了开发针对冠状病毒等病原体的新遗传防御机制的可能强大手段。
雷解释说:“如果一个物种的每个成员在基因上都是相同的,他们都将面临相同的感染风险——一次性损失意味着整个群体的完全损失。TEs促进了物种内的遗传多样性,使某些个体能够在病毒感染等环境压力下茁壮成长。”
这项研究是一个名为Bat1K的全球性计划的一部分,旨在对所有现存的约1,500种蝙蝠物种的基因组进行测序和组装。该项目由德国法兰克福的Senckenberg研究所和自然历史博物馆领导。
迈克尔·希勒是美因茨大学的比较基因组学教授,也是Senckenberg研究所的主要研究人员之一。他和雷都是Bat1K联盟的执行委员会成员,他们的合作为雷的实验室与全球科学界的合作提供了良好机会。
该实验室专注于研究基因组及其演化,特别是关于TEs的内容。过去的研究涉及蝙蝠、其他哺乳动物、鳄鱼和各种昆虫的基因组。该实验室与国家科学基金会、美国农业部、德克萨斯州以及德克萨斯州野生动物和渔业部等组织合作过。
在这项研究中,研究人员专门检查了与人类COVID-19较重病例相关的ISG15基因。虽然蝙蝠携带多种病毒,包括那些可以感染人类的病毒,但它们在感染时并不表现出任何疾病症状。
研究表明,来自蝙蝠的ISG15基因能够将SARS-CoV-2病毒的生产降低80%-90%。相比之下,人的ISG15基因在这项研究中未表现出抗病毒作用。
希勒表示:“因此,ISG15基因可能是帮助蝙蝠抵抗病毒疾病的多个成分之一。这些有前景的发现可以作为进一步研究的基础,以揭示蝙蝠免疫系统的独特适应性。”