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節(jié)肢動(dòng)物是地球種類(lèi)最豐富的動(dòng)物類(lèi)群，包括昆蟲(chóng)、甲殼類(lèi)動(dòng)物、鱟、蝎子、蜘蛛等。NALDVs是一類(lèi)以桿狀病毒為代表的主要感染節(jié)肢動(dòng)物的大DNA病毒。已有研究表明，NALDVs可在宿主基因組中發(fā)生廣泛整合并形成非逆轉(zhuǎn)錄內(nèi)源性病毒元件。目前，科研人員尚未在蜘蛛中發(fā)現(xiàn)相關(guān)病毒或非逆轉(zhuǎn)錄內(nèi)源性病毒元件。

近日，中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所研究員王曼麗和胡志紅團(tuán)隊(duì)利用蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)與同源搜索等創(chuàng)新方法，在蜘蛛基因組中發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)廣泛存在且源自NALDV的非逆轉(zhuǎn)錄內(nèi)源性病毒元件。這一發(fā)現(xiàn)拓展了學(xué)界對(duì)節(jié)肢動(dòng)物中NALDV分布和進(jìn)化歷史的認(rèn)識(shí)。

???該研究利用桿狀病毒蛋白結(jié)構(gòu)比對(duì)和同源搜索，在已測(cè)序的幾乎所有蜘蛛物種基因組中發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)此前未被識(shí)別的非逆轉(zhuǎn)錄內(nèi)源性病毒元件。系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)分析顯示，這類(lèi)非逆轉(zhuǎn)錄內(nèi)源性病毒元件代表了全新的NALDV類(lèi)群。進(jìn)一步，研究通過(guò)分析蜘蛛轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和小RNA測(cè)序數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，這些非逆轉(zhuǎn)錄內(nèi)源性病毒元件能夠產(chǎn)生mRNA、siRNA及piRNA，并在蜘蛛絲腺中表現(xiàn)出特異性表達(dá)。進(jìn)化分析顯示，這些非逆轉(zhuǎn)錄內(nèi)源性病毒元件的共同祖先出現(xiàn)于距今3億多年前的古生代。

這一研究揭示了蜘蛛中非逆轉(zhuǎn)錄內(nèi)源性病毒元件的存在及其相關(guān)轉(zhuǎn)錄活性，豐富了學(xué)界對(duì)NALDVs分布與進(jìn)化的理解，為深入探討蜘蛛絲腺生物學(xué)功能及其演化過(guò)程提供了新的視角。同時(shí)，該研究展示了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)和同源搜索等技術(shù)手段在病毒分類(lèi)與內(nèi)源性病毒挖掘中的潛力。

相關(guān)研究成果以Discovery of novel non-retroviral endogenous viral elements reveals their long-term integration history in spiders為題，發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)的支持。

論文鏈接

蜘蛛基因組中豐富的非逆轉(zhuǎn)錄內(nèi)源性病毒元件