病毒所蝙蝠飛行和免疫適應進化基因組學獲進展

　　近期，由5個國家9個實驗室組成的聯合研究團隊解析了2種蝙蝠的全基因組序列。這2種蝙蝠分別來自澳大利亞的大蝙蝠狐蝠(Pteropus.alecto)和中國的小蝙蝠大衛鼠耳蝠(Myotis.davidii)。分析結果提供了蝙蝠飛行、免疫系統及其它獨特生物學特性的適應性進化的生物信息學證據。相關成果發表于2012年12月20發表于Science。武漢病毒所為共同第一完成單位，新發病毒課題組的石正麗、周鵬和吳利軍參加了這項工作。

　　蝙蝠隸屬于翼手目(Chiroptera)分兩個亞目：大蝙蝠亞目(Megachiroptera)和小蝙蝠亞目(Microchiroptera)。其物種豐富，分布廣泛，是地球上僅次于嚙齒類的第二大哺乳動物，也是唯一具有飛行能力的哺乳動物。除此之外，蝙蝠還具有獨特的生物學特性，例如回聲定位、冬眠、特殊的生活環境等。已有的研究表明，飛行需要強烈的氧化磷酸化(OXPHOS)以保持較高的能量代謝水平。但是在代謝過程中的副產物如活性氧分子(ROS)會引起DNA損傷及細胞凋亡。通過對蝙蝠基因組分析發現，一系列參與DNA修復的相關基因如ATM, DNA-PKc, RAD50等受到了很強的正向選擇。與蝙蝠飛行相關的COL3A1和肌肉收縮的CACNA2D1基因也發生了快速的進化。

　　近年來，蝙蝠作為多種高致病性新發病毒的自然宿主而引起人們的關注，這些病毒包括SARS冠狀病毒、亨德拉病毒、尼帕病毒、狂犬病毒、埃博拉病毒和馬爾堡病毒等。然而，自然和人工感染烈性病毒的蝙蝠卻很少呈現臨床癥狀，且能在短期內清除病毒，只產生低滴度的抗體。其中一種假設認為，蝙蝠具有獨特的免疫系統，能夠抑制病毒在體內的復制。該文通過對蝙蝠天然免疫系統中相關基因的研究發現，NF-KB家族中c-REL基因受到了正向選擇，并且其關鍵作用位點發生突變。在其它哺乳動物中識別外源微生物和促形成炎癥體中發揮重要功能的PYHIN基因家族在兩種蝙蝠基因組中完全缺失。自然殺傷細胞(NK)的兩種受體分子 KIR和KLR在澳大利亞狐蝠中完全丟失，而在大衛鼠耳蝠中則形成假基因。這些結果預示著蝙蝠天然免疫系統可能有別于人類和其它哺乳動物。

　　該文通過對兩種蝙蝠的比較基因組學研究，為揭示蝙蝠起源、遺傳、進化、免疫及其它生物學特性提供了重要的理論依據。