原创2023-01-17 15:51·
敦庞之朴令人惊讶的发现：虽然冠状病毒是一种 RNA 病毒，但它的部分遗传物质可以插入人类的 DNA。这在细胞培养物 DNA 和 Covid-19 患者的组织中通过病毒的基因序列得到证实。这是通过我们基因组中存在的“跳跃基因（springenden Gene）” 来实现的，这些基因可以将 RNA 转化为 DNA。虽然整合到基因组中的病毒基因不能产生完整的冠状病毒，但它们很可能会产生病毒蛋白。
在进化过程中，病毒不仅从外部感染我们，也在宿主的遗传物质中留下了痕迹：几乎所有的脊椎动物都携带来自其DNA中病毒的遗传残留物。通常，这些基因片段来自逆转录病毒、RNA 病毒，都被转录成 DNA供其繁殖，然后由宿主的细胞机制复制。
至少，人类 DNA中大约 8% 由内源性逆转录病毒 (HERV) 组成，大约 35% 由来源较小的病毒片段组成，它们中的大多数是通过我们远祖的感染进入基因组的，但也有今天的病原体，例如冠状病毒 SARS-CoV-2，可以在受感染细胞的基因组中留下遗传痕迹。通常，这些内源性病毒元件会失去复制和感染的能力。
但这并不意味着 HERV 不活跃。长期以来，有证据表明一些内源性逆转录病毒会被我们的细胞机制读取和激活，因此具有积极和消极影响。研究表明，如果这些内源性逆转录病毒被激活，则会触发进一步的基因级联激活（MAPK）。
围绕持续阳性案例的谜团
SARS-CoV-2 冠状病毒不是逆转录病毒，也没有任何将其遗传物质转录为 DNA 的酶。由剑桥怀特黑德生物医学研究所的 Liguo Zhang 领导的研究人员现已经对感染这种病毒后是否会在人类基因组中留下遗传痕迹进行了研究调查。由Covid 患者提供协助研究，这些患者的 PCR 测试即使在急性感染数月后仍呈阳性或再次呈阳性。
科学家解释说："其中一些人即使在从Covid-19中康复后也生活在严格的隔离中这一事实表明，至少其中一些再阳性病例不是由再感染引起的。此外，在这些 PCR 阳性患者中无法检测到可重复的病毒，这使人们怀疑，PCR 可能与患者遗传物质中保留的冠状病毒残留物发生了反应。
“跳跃基因”是“帮凶”
但冠状病毒的RNA如何成为可以整合到基因组中的DNA呢？由于病毒本身没有酶，研究人员怀疑我们自己的遗传物质中的"罪魁祸首"：LINE1转座子(transposons)（注），这些"跳跃基因"可以首先独立地将自己重写到RNA中，然后再次将自己插入基因组的其它地方（可能归功于曾经的病毒起源）。一段时间以来，人们一直怀疑这些元件可以限制和整合外源 RNA。
（注：1983年，诺贝尔生理学或医学奖颁给了81岁的美国遗传学家芭芭拉·麦克林托克，由此肯定她30多年前发现的基因跳跃现象（转座子），这是世界上靠独自研究成果获得此类奖金的第一位女科学家。
芭芭拉·麦克林托克
这位被誉为“玉米夫人”的麦克林托克McClintock一生与玉米为伴，致力于玉米研究，首先发现玉米中有的单个基因是能跳跃的，即从染色体的一个位置跳到另一个位置，甚至从一条染色体跳到另一条染色体上。McClintock把这种会“跳舞”的基因称为“转座因子”，目前通称“转座子”（transposon）。从此，转座子走进人们的视野，受到越来越多的关注，成为科学家的宠儿。
转座子主要包含两种类型：
一类转座子：retrotransposons，通过RNA的媒介作用，通过RNA的反转录获得DNA，从而转移到其他基因组位置。二类转座子：DNA transposons。
转座子的分布
如上图所示，人类中90%都是一类转座子，主要一类逆转录酶来将RNA转换为DNA，然后插入到目的基因组的位置。）
研究人员首先在人类细胞培养物中测试了冠状病毒是否也有可能这样做，他们人为地增加了 LINE1 元件的比例，然后用 SARS-CoV2 感染细胞，两天后使用三种不同的方法进行 DNA 分析，在第二个实验中，他们还对没有富含转座子的正常细胞进行了同样的实验。
病毒基因确实整合到人类DNA中
结果确实如此：感染后，人类细胞的遗传物质也包含 DNA 片段，其基本代码来自冠状病毒。“我们在几乎所有人类染色体中都发现了部分病毒基因组的 DNA 复制，”研究团队报告说。病毒粒子基因 (NC) 的某些部分在人类DNA中发现得尤为频繁- 包含病毒 RNA 的蛋白质粒子的构建指令。从细胞中发现的基因片段中，研究人员成功地重建了 SARS-CoV-2 的整个病毒粒子基因。
基因工程人类细胞的实验室研究表明，SARS-CoV-2的RNA（蓝色）可以在感染者中转化为DNA，并渗入其染色体中。
这些结果表明，RNA可以通过SARS-CoV-2被重写，由此产生的DNA被整合到宿主细胞的基因组中。" Zhang和他的同事说。大约67%的病毒DNA被序列所包围，序列表明LINE1元件和其他逆转录转座子的参与。此外，研究人员还检测出人类和病毒序列混合在一起的混合DNA片段。
SARS-CoV-2的DNA也在患者细胞中
这对 Covid-19 患者意味着什么？冠状病毒DNA的这种整合是否也发生在他们身上？为了验证这一点，研究人员还检查了Covid-19患者肺液中的组织样本和细胞残留物。结果显示：在其中一些细胞的基因组中也发现了 SARS-CoV-2 基因序列，然而，目前还无法确定这种将病毒基因部分引入人类 DNA 的频率。
科学家解释说：“可能只有一小部分 Covid-19 患者的 DNA 中含有 SARS-CoV-2 序列。但全世界有超过 6.6亿人感染了冠状病毒，即使是罕见的事件也可能具有相当的临床意义。”
https://www.worldometers.info/coronavirus/?Si
弗雷德·哈钦森癌症研究中心人类基因组中古代病毒专家马利克说，为什么已康复的人有时对其序列进行的聚合酶链反应测试呈现阳性，是一个“应该问的问题”。因为，在正常情况下，人类细胞中几乎没有可用的逆转录机制”。
病毒基因在我们身上做了什么？
目前尚不清楚病毒基因片段会对人类的基因组产生什么后果。大多数感染冠状病毒的细胞会在不久后就会大量转化并在短时间内死亡，前提是病毒 DNA 的引入在这里没有任何后果，但在病毒攻击中幸存下来的细胞中，病毒DNA就有可能保存下来。
正如研究人员强调的那样，内置的 DNA 片段不可能产生新的病毒，但有一些病毒蛋白有可能从它们整合到人类基因组中的构建指令中形成。“现有的临床数据表明，患者组织中只有一小部分细胞表达了免疫组织学检测可以检测到的病毒蛋白，”研究团队说。
然而，研究人员推测，可以想象的是，这些由我们自身细胞产生的病毒蛋白就像一种内部疫苗接种，帮助我们的免疫系统识别和对抗病原体。此外，人类基因组中病毒基因片段的存在可以解释为什么一些康复的 Covid 患者的 PCR 继续呈阳性。无论如何，对于科学家们来说，这都是迫切需要进一步做的研究。
Erreger-Erbgut in der DNA: Ver?ndert das Coronavirus unsere Gene?
（美国国家科学院院刊，2021；doi：10.1073 / pnas.2105968118）
http://www.bio-review.com/line1-embryonic-development/
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