美国院士研究再引热议:新冠病毒会“污染”人类基因组?

2021
05/19

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为什么一些新冠病毒感染者在痊愈几个月之后,检测依旧显示阳性?几名科学家有一个看起来很疯狂的想法——新冠病毒会把自己的遗传物质插入到人类的基因组里。近日,《美国国家科学院院刊》(PNAS)在线发表了他们的论文,《科学》杂志也对其进行了详细探讨。

这个发现来自两位麻省理工学院(MIT)的知名科学家:干细胞生物学家Rudolf Jaenisch教授和基因调控专家Richard Young教授,他们也都是美国科学院的院士。去年12月,他们在预印本网站上发表了初步的实验结果,遭致大量批评。在听取了批评意见后,他们补做了一些实验,认为“我们现在有明确的证据表明冠状病毒序列可以整合到基因组中。”

研究人员们指出,新冠病毒的遗传物质是RNA。在极为罕见的情况下,人类细胞里的反转录酶会将RNA转变成DNA,并将它们插入到染色体中。这种反转录酶由LINE-1元件编码,在人类基因组中非常常见,这也是原先反转录病毒感染人类后留下的痕迹。

▲研究人员们发现新冠病毒序列(粉色)可以插入人类基因组(蓝色)(图片来源:参考资料[1])

起初,研究人员们只在试管中做了实验,表明表达更多LINE-1元件的人类细胞在感染新冠病毒后,病毒基因序列能插入细胞的染色体。但很多这一领域的专家立刻对实验方法进行了批评,认为这些实验结果更有可能是实验技术本身所导致的,而非现实中真正会发生反转录、整合、以及表达。

研究人员们听取了这些批评,在这篇PNAS论文中进行了进一步的分析。他们同意实验方法可能会导致病毒基因序列插入细胞的染色体,但这不足以解释所观察到的“病毒-人类”混合DNA的水平。此外,研究人员们也的确在整合的病毒序列旁边看到了LINE-1元件的一部分,进一步支持了他们的假设。

有意思的是,一些最初的批评者也转而支持他们的结论。美国癌症研究所的Stephen Hughes教授是反转录病毒与HIV感染方面的专家,他在看到预印本时,建议研究人员们分析整合的病毒序列相对其它人类基因组序列的顺序,而结果表明整合不是实验产生的“噪音”。“事实证明这个分析很重要。” Hughes教授说道。他也成为了这篇PNAS论文的共同作者。

另一些批评者虽然认为这篇论文比预印本要更有可信度一点,但数据依然不算非常清晰。另外,在人类细胞中取得的数据是否对人类健康或是诊断有意义,也还需要进一步阐明。“目前我们没有在患者身上看到整合的证据,我最多相信在过表达L1(LINE-1)的感染细胞系中能检测到新冠病毒RNA的转座事件。即便这些观察最终真的有临床或生物学重要性,现在也只不过是纯粹的猜测。”研究内源反转录病毒的专家Cedric Feschotte教授点评道。

参考资料:

[1] Liguo Zhang et al., (2021), Reverse-transcribed SARS-CoV-2 RNA can integrate into the genome of cultured human cells and can be expressed in patient-derived tissues, PNAS, DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2105968118

[2] Further evidence offered for claim that genes of pandemic coronavirus can integrate with human DNA, Retrieved May 6, 2021, from https://www.sciencemag.org/news/2021/05/further-evidence-offered-claim-genes-pandemic-coronavirus-can-integrate-human-dna

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关键词:
病毒,人类,实验,研究,转录

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