同濟大學翁志萍等揭示機體對于piRNA入侵的應答機理

　　反義Piwi相互作用RNA（piRNA）指導生殖細胞發育過程中已建立的轉座子的沉默，正義piRNA驅動反義Piwi池的乒乓擴增，但生殖細胞如何響應基因組入侵尚不清楚。

　　2019年10月10日，同濟大學翁志萍，麻省大學醫學院William E. Theurkauf及昆士蘭大學Keith Chappell共同通訊在Cell 在線發表題為"The piRNA Response to Retroviral Invasion of the Koala Genome"的研究論文，該研究發現KoRV-A γ逆轉錄病毒感染體細胞和生殖細胞，并通過水平和垂直轉移相結合的方式席卷野生考拉，從而可以直接分析生殖細胞基因組的逆轉錄病毒入侵。 γ逆轉錄病毒會產生剪接的Env mRNA和編碼Gag，Pol和病毒基因組的未剪接的轉錄本，但KoRV-A piRNA幾乎完全來自未剪接的基因組轉錄本，并且具有強烈的有義鏈偏向性。

　　值得注意的是，從昆蟲到哺乳動物，未剪接的原病毒轉錄本的選擇性piRNA處理都是保守的。研究人員推測繞過的剪接產生了一個保守的分子模式，該模式將前病毒基因組轉錄本引導到piRNA生物發生機制，并且這種“先天”的piRNA反應抑制了轉座，直到產生反義piRNA，從而建立了序列特異性的適應性免疫。

　　另外，2019年10月3日，瑞士聯邦理工學院地質研究所Thomas M. Blattmann及同濟大學劉志飛共同通訊在Science 在線發表題為"Mineralogical control on the fate of continentally derived organic matter in the ocean"的研究論文，該研究發現陸地來源的土壤成因有機質在海洋里搬運和沉積過程中，從蒙脫石表面被剝離，取而代之的是海洋成因有機質，但同樣是陸地來源的巖石成因有機質，在海洋環境中與云母和綠泥石緊密結合而不發生變化。這個結果表明，陸地來源有機質在海洋沉積物中的長期保存是由層狀硅酸鹽礦物這個一級因素所控制；iNature發現，這是同濟大學首次以通訊單位在Science發表成果（點擊閱讀）；

　　2018年10月25號，同濟大學戈寶學、毛志勇課題組等人合作在Nature上在線發表了題為"Nuclear cGAS suppresses DNA repair and promotes tumorigenesis"的研究論文，該研究揭示核cGAS抑制同源重組介導的修復，促進腫瘤生長，因此cGAS是癌癥預防和治療的潛在靶點。

　　轉座子是普遍存在的移動元件，具有觸發基因組不穩定和與疾病相關的突變的潛力。反義Piwi相互作用RNA（piRNA）指導了一種適應性基因組免疫系統，該系統在生殖發育過程中使已建立的轉座子沉默。已經揭示了母本沉積的piRNA在胚胎發生過程中沉默轉座子中的重要性，但piRNA途徑如何響應初始基因組入侵尚不清楚。

KoRV-A在考拉基因組中高度表達并活躍地轉座

　　KoRV-A是一種γ逆轉錄病毒，與樹袋熊中的白血病，免疫缺陷和機會性衣原體感染有關，對前病毒插入位點的表征證明該病毒感染通過不同尋常的垂直和水平轉移機制傳播。 KoRV-A進入了澳大利亞北端的野生種群，并向南蔓延，那里有一些"幼稚"的種群持續存在。因此，KoRV-A對考拉的感染提供了一個獨特的機會，可以直接檢查生殖細胞對哺乳動物基因組逆轉錄病毒入侵的反應。

考拉piRNA簇的表征

　　為了表征這種反應，研究人員分析了兩個感染KoRV-A的野生考拉的睪丸，肝臟和大腦中的基因組組織以及長RNA和短RNA轉錄組，同時將結果與來自另外兩只動物的已發表基因組數據進行了整合。研究顯示，考拉是其他哺乳動物的典型特征，它們會從稱為piRNA簇的基因和基因間位點產生piRNA，而已建立的轉座子亞家族則受到大致相等水平的反義piRNA的靶向，而反義piRNA則是它們的反沉默作用， piRNA和正義piRNA，它們驅動反義池的擴增。

轉座子piRNA主要由未剪接的轉錄本產生

　　相比之下，KoRV-A piRNA在感覺上有強烈偏見，似乎源自分離的前病毒插入而不是簇。包括KoRV-A在內的γ逆轉錄病毒會產生剪接的Env mRNA和未剪接的轉錄本，編碼Gag，Pol和病毒基因組。盡管KoRV-A Env mRNA的含量比未剪接的基因組轉錄物高5倍，但KoRV-A piRNA幾乎完全來自未剪接的轉錄本，而且研究人員證明未剪接的原病毒轉錄本在從果蠅到小鼠的系統中優先加工成piRNA。 在機體水平上，先天免疫系統識別細菌和病毒的保守特征，使這些入侵者受到控制，直到建立病原體特異性適應性免疫和免疫記憶。γ逆轉錄病毒是古老的基因組入侵者，繞過剪接是病毒復制周期中一個保守且必不可少的步驟。

文章總結

　　研究人員推測繞過的剪接產生了一個保守的分子模式，該模式將前病毒基因組轉錄本引導到piRNA生物發生機制，并且這種“先天”的piRNA反應抑制了轉座，直到產生反義piRNA，從而建立了序列特異性的適應性免疫。

　　參考信息：

　　https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)31008-6#