科學(xué)家研究蝙蝠找到研制抗致命病毒靈感

蝙蝠的確是動物世界的異類，或能稱為“進(jìn)化論的奇跡”，達(dá)爾文在《物種起源》中感嘆“從不能飛的原始哺乳動物進(jìn)化為能飛的蝙蝠是不可思議的。”作為全球攜帶病毒最多的動物之一，蝙蝠自己卻“百毒不侵”，這些“異類”特質(zhì)，也吸引著科學(xué)家們孜孜不倦的研究。2012年12月，《科學(xué)》雜志上發(fā)表的一項研究成果，為我們揭開蝙蝠身上的疑團(tuán)提供了有益的洞見，同時為人類對抗致命病毒、抗癌找到了靈感。

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攜帶數(shù)十種致命病毒

蝙蝠幾乎和恐龍同時代，在地球上已經(jīng)生存了8800萬年，是地球上數(shù)量最多、分布最為廣泛的哺乳動物之一。

同時蝙蝠也是唯一會飛行的哺乳動物，體形不大卻壽命奇長，可以輕輕松松活到20歲，將與它體形大小差不多的哺乳動物遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在身后。

這個動物界的異類還是多種人畜共患病毒的天然宿主，其能夠攜帶埃博拉、sars病毒等數(shù)十種致命病毒，作為全球攜帶病毒最多的動物之一，而它自己，卻“百毒不侵”，很少因感染病毒而死。《科學(xué)》雜志刊載的一項研究結(jié)果認(rèn)為，這與蝙蝠的基因有關(guān)。

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基因突變提升抗毒能力

針對蝙蝠基因的這項研究從2011年開始，耗時近一年，由深圳華大基因研究院、澳大利亞動物健康研究所、中科院武漢病毒所、美國海軍醫(yī)學(xué)研究中心等單位聯(lián)手合作完成?？蒲腥藛T選取了兩種親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的蝙蝠――大蝙蝠中央狐蝠和小蝙蝠大衛(wèi)鼠耳蝠，并對其進(jìn)行了全基因組測序。

華大基因動植物研究組分析員、蝙蝠基因組項目主要負(fù)責(zé)人黃智勇向新京報記者介紹，之所以選擇這兩種蝙蝠，是因為這兩種蝙蝠差別較大，從而使得研究能夠有更為廣泛的代表性。（蝙蝠從形態(tài)學(xué)來劃分，可簡單分為大蝙蝠和小蝙蝠兩種，研究選擇的正是兩種比較典型的代表。）

研究發(fā)現(xiàn)，蝙蝠強(qiáng)大的抗病毒能力是根植于它的基因里的。對蝙蝠的哺乳動物天然免疫系統(tǒng)相關(guān)的60多個基因進(jìn)行對比，不管是哪種蝙蝠，它的基因接近一半都發(fā)生了快速進(jìn)化，也就是說它們的基因序列相對于其他物種已經(jīng)發(fā)生了較多的“特有突變”，而這些突變可能導(dǎo)致基因的功能發(fā)生變化，從而可能使蝙蝠擁有更強(qiáng)的抵御病毒的能力。

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基因不完整成就“抗病毒高手”

在研究基因快速進(jìn)化的同時，研究人員還發(fā)現(xiàn)，這兩種蝙蝠，體內(nèi)都丟失了一個包含“pyhin基因家族”的基因片段，而這一基因家族是哺乳動物內(nèi)普遍存在的一種基因，在個體的免疫通路中對病毒起反應(yīng)有重要的作用，丟失這個基因家族，就等于蝙蝠的身體沒有途徑對病毒進(jìn)行反應(yīng)，這也可能從另一方面更加增強(qiáng)了蝙蝠的抗病毒能力。

同時，研究人員還發(fā)現(xiàn)，蝙蝠體內(nèi)有一些與免疫相關(guān)的基因發(fā)生了不同程度的擴(kuò)張收縮，即基因的拷貝數(shù)和其他物種有一定的差異。這三點形成的共同作用，令蝙蝠成為了抗御病毒的高手。

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疫苗從蝙蝠免疫系統(tǒng)找靈感

那蝙蝠是不是真的“百毒不侵”呢？黃智勇強(qiáng)調(diào)，其實蝙蝠也并非完全“百毒不侵”，已經(jīng)有實驗研究證實，至少蝙蝠是會感染狂犬病毒的。不同的是，人或其他動物感染狂犬病毒后，如不及時救治就會致命，而蝙蝠感染狂犬病毒后只是會有發(fā)熱等癥狀，卻并不會死掉；至于其他病毒，蝙蝠事實上感染的幾率比較小。

澳洲動物健康實驗室的研究人員克瑞思?柯立德說，搞清楚蝙蝠抗病的原理后，他們打算設(shè)計一種新藥來減輕人類的炎癥反應(yīng)。這種抗炎藥將從蝙蝠抑制過度免疫中尋找靈感，也可能直接針對dna特定片段進(jìn)行基因治療。

黃智勇說，最終希望研究成果可以應(yīng)用在臨床上，“制造一些疫苗和藥物，對人類的抗病毒起到一定的幫助?！比A大基因該項目主持人張國捷研究員表示：“蝙蝠是大量對人類具有極大危害的病毒的重要載體，基因組學(xué)層面的比較分析，將為我們了解蝙蝠自身的免疫系統(tǒng)和病毒防衛(wèi)機(jī)制提供重要的工具。”

■ 蝙蝠基因研究

蝙蝠的長壽秘訣

蝙蝠是唯一演化出具有真正飛行能力的哺乳動物。但是飛行也要付出“代價”，通常而言，飛行會消耗掉很多能量，身體在生產(chǎn)能量的過程中，會伴隨dna損傷、細(xì)胞凋亡等負(fù)面后果，可能也會因此減少生物的壽命。蝙蝠為何能夠不受影響而如此長壽呢？這也要?dú)w功于蝙蝠體內(nèi)的“特異”基因。

研究人員發(fā)現(xiàn)，蝙蝠體內(nèi)的dna修復(fù)通路中大部分基因也發(fā)生了快速進(jìn)化，從而產(chǎn)生了一種“抵消”作用，彌補(bǔ)消耗能量時對dna造成的損傷。

研究中還有一個意外的發(fā)現(xiàn)，蝙蝠這些快速進(jìn)化的基因中還包括了tp53這個經(jīng)典的抑癌因子，這個基因和腫瘤有關(guān)，并能修復(fù)受損的dna，許多人類癌癥中都發(fā)現(xiàn)了tp53的失活或缺失。這一發(fā)現(xiàn)可能為研究抗癌提供助益。

■ 蝙蝠基因研究

八千萬年前，蝙蝠和馬是一家？

長期以來，蝙蝠的起源問題一直是廣為探討的話題，除了大小蝙蝠的單起源和雙起源兩種假說的爭論，蝙蝠到底和哪種物種最近也是大家熱議的話題。在本項研究中，研究人員通過對蝙蝠的基因序列與其他哺乳動物的基因進(jìn)行比較，結(jié)果令人“驚詫”：蝙蝠和馬親緣關(guān)系最近，可能起源于同一個最近的祖先。

研究人員選取了八種哺乳動物：貓、狗、馬、牛、人、恒河猴、大鼠和小鼠，與蝙蝠進(jìn)行比較。通過對蛋白序列，核苷酸序列等多方面的比較分析，發(fā)現(xiàn)所有的序列證據(jù)都支持兩種蝙蝠來自同一祖先，即證實了蝙蝠的單起源學(xué)說，同時所有的結(jié)果都顯示蝙蝠和馬的親緣關(guān)系是最近的，二者大約在8800萬年前發(fā)生了分化。

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