科普文章|探秘传毒媒介中的EVE,原来还有多样性和这些功能?

科创中国 2025-04-17 14:45:37

由节肢动物传播的虫媒病毒(动物病毒和植物病毒)严重威胁人类健康及粮食安全生产。在宿主与病毒的长期进化过程中,病毒的基因序列被整合到宿主基因组中,是宿主基因组多样性的重要原因之一。整合到宿主基因组中的病毒序列被称为内源性病毒元件(endogenous viral element,EVE)。随着基因组测序质量的不断完善以及大量RNA新病毒的鉴定,研究人员发现真菌、植物和动物等真核生物基因组中除逆转录病毒元件外,还整合了大量内源性非逆转录 RNA 病毒元件(non retroviral endogenous viral element,nrEVE)。

在动物病毒传播媒介中,蚊子基因组中报道的EVE数量最多,在植物病毒传播媒介如蚜虫、蓟马及稻飞虱的基因组中同样存在EVE。媒介昆虫的基因组中部分EVE能形成相应转录本,因此其潜在的生物学功能备受关注。但目前关于传毒媒介EVE功能的研究较少,已报道的功能主要有两个方面:一方面EVE与宿主抵御相应外源病毒有直接关系;另一方面部分EVE被驯化形成宿主自身基因,成为了宿主的功能基因。

本研究主要概括了目前传毒媒介中EVE的多样性及其功能的研究进展,重点总结了国内外传毒媒介中nrEVE的研究动态。虽然已在节肢动物基因组中发现了大量EVE,但传毒媒介中EVE的研究还仅限于少数重要的动物病毒和植物病毒媒介,如蚊子、蜱虫、蚜虫、蓟马和飞虱。

因此,后续昆虫中EVE研究需要重点关注三个方面:第一,随着高质量基因组的不断完善和更多外源病毒的鉴定,传毒媒介中还有大量新的EVE待挖掘与鉴定;第二,目前昆虫中EVE的抗病毒功能研究主要集中在蚊子中,其主要通过产生EVE衍生的piRNA抵御外源同源病毒,而其他昆虫中EVE是否存在类似现象,EVE是否在蛋白水平同样可以发挥抗病毒功能,其抗病毒机制是什么,是否与昆虫中经典的免疫通路存在相互调控,这些问题均需要后续研究验证,也是今后nrEVE的研究热点;第三,是否有更多的nrEVE被驯化成昆虫本身的功能基因,参与昆虫的生长发育、性别分化、生殖发育及基础代谢等,这也是未来EVE功能研究的主要方向。

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