古老的逆轉錄病毒（retrovirus）偶然感染宿主的生殖細胞并發(fā)生整合作用后能夠以孟德爾遺傳方式保留下來，而這類病毒元件稱為內源性逆轉錄病毒（endogenous retrovirus, ERV）。這類病毒元件并不陌生，例如人類基因組中便有8%左右的遺傳物質由ERV組成，并且越來越多的研究發(fā)現(xiàn)ERV以不同的形式發(fā)揮著生物學功能。ERV見證了祖先宿主演化的歷程，因此是研究逆轉錄病毒進化的重要“分子化石”，而非羊膜動物關于ERV的研究幾乎空白。完整的ERV基因組由三個核心基因組成：編碼核心蛋白的 gag，編碼逆轉錄酶的pol和編碼包膜蛋白的env；其中包膜蛋白（Env）決定了病毒感染的宿主范圍，它的進化歷程也是科學界關心的話題。研究兩棲類、魚類等非羊膜動物ERV，為逆轉錄病毒的古老海洋起源理論、選配作用等提供了有力的證據。

　　（圖示: 新型gamma-type Env的表征與分類：（A） Env的系統(tǒng)發(fā)育樹。利用跨膜亞基（TM）保守區(qū)域的氨基酸序列建立了系統(tǒng)發(fā)育樹。新發(fā)現(xiàn)的ERVs標記為紅色。宿主信息用彩色陰影的方框表示。（B） TM中氨基酸的二級結構和親水性評分預測結果。上部為二級結構，下部為相應的氨基酸親水性指數。Alpha-螺旋被標記為紅色框，Beta-折疊被標記為綠色框。 Jnetconf代表預測精度的可靠性，范圍在0到9之間。（C）對代表性ERVs-GTE和其他外源病毒的FP、ISD、CX6CC基序和側翼保守結構域進行比對。（D）攜帶 gamma-type Env的ERVs命名規(guī)則。）

　　崔杰團隊通過基因組大數據分析，鑒定了三萬多個非羊膜動物ERVs，證實了非羊膜動物的ERV中只存在單一類型的Env——gamma-type Env（GTE）。通過結合系統(tǒng)發(fā)育分析，分子結構鑒定和蛋白質二級結構預測，該團隊推出7類GTE分型體系，體現(xiàn)了古老ERV的廣譜遺傳多樣性。此外，該團隊首次報道了ERV捕獲宿主細胞阿片生長因子受體基因（OGFr）的事件，表明宿主的基因亦可以整合入病毒基因組。這些發(fā)現(xiàn)為研究ERV的古老進化歷程提出了新的見解，揭示了逆轉錄病毒的復雜進化歷史。

　　　（病毒捕獲宿主基因模式圖）

　　課題組科研助理陳毅聰和國科大博士研究生王曉靜為本文的共同第一作者，課題組科研助理陳毅聰和崔杰研究員為本文的共同通訊作者。該研究得到國家自然科學基金等項目的資助。

　　文章鏈接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/jvi.02072-21

撰稿：病原生物信息學研究組

審稿：科發(fā)處