人類基因組中古病毒 DNA 序列 與較易患精神分裂症、躁鬱症等精神疾病有關

人類有大約 8% 的 DNA 是由從古代病毒獲得的基因序列組成的,這些基因組被稱為人類內源性逆轉錄病毒 (human endogenous retroviruses, Herv) ,歷史可以追溯到數十萬到數百萬年前,其中一些甚至早於智人的出現。

最新刊於《自然通訊》的研究更指,人類基因組中的一些古代病毒 DNA 對較易患上精神分裂症、躁鬱症和重度憂鬱症等精神疾病中發揮作用。

Hervs 其實代表了這些古老逆轉錄病毒感染的殘留物,因為逆轉錄病毒會將其遺傳物質的副本插入其感染細胞的 DNA 中。

在人類的演化過程中,逆轉錄病毒可能曾多次感染我們的祖先。當這些感染發生在精子或卵細胞中時,逆轉錄病毒的 DNA 就有機會傳至下一代,甚至成為智人基因組的永久組成部分。

在最初發現時,學界曾認為 Hervs 是沒有明顯功能的「垃圾 DNA」,但隨著學界對人類基因組了解更為深入,垃圾 DNA 所負責的功能都比原先假設的多。

此前,已有研究發現 Herv 可以調節其他人類基因的表現,甚至是具有重要生物學功能的鄰近基因的表達,例如調節參與改變腦細胞之間連接的基因。 Herv 也可在血液和大腦樣本中產生 RNA 甚至蛋白質,這些分子有潛力發揮廣泛的功能,因為它們可穿過細胞區間來執行不同作用。

科學家也發現證據顯示,某些人類基因源自 Herv ,表明在演化過程中, Herv 有專門的生物功能,例如源自 Herv 的人類基因合胞素 1 和 2 在胎盤發育中是關鍵。

考慮到基因組中 Herv 的豐富性及其潛在的眾多功能,是次團隊希望更了解對某些精神疾病的遺傳易感性,是否與 Hervs 表現的差異有關。

在研究中,團隊分析了近 800 個屍檢大腦樣本中的 Herv 表現,以識別影響大腦中 Herv 表現的 DNA 變異。然後團隊將數據與大型心理健康基因研究的結果進行比較;這些研究本身已確定與不同精神疾病相關的 DNA 變異。

團隊最終發現, 4 種 Herv 的表達與主要精神疾病的遺傳易感性有關。其中兩種 Herv 的表達與精神分裂症有關, 1 種同時與精神分裂症和躁鬱症有關,最後 1 種則與憂鬱症有關。

結果表明 Herv 在大腦中發揮的作用可能比最初想像的更為重要,這亦是有研究首次表明精神疾病的遺傳易感性,可透過這些古老的病毒 DNA 序列起作用。

來源:

The Conversation, Depression, schizophrenia and bipolar disorder linked with ancient viral DNA in our genome – new research

報告:

Duarte, R.R.R., Pain, O., Bendall, M.L. & et al. (2024). Integrating human endogenous retroviruses into transcriptome-wide association studies highlights novel risk factors for major psychiatric conditions. Nat Commun 15, 3803. doi: 10.1038/s41467-024-48153-z

文/AC

發佈留言

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。 必填欄位標示為 *