有髓鞘的少突膠質細胞（綠色）。致謝:uux.cn/佩吉·阿辛克，古老關鍵阿爾托斯實驗室-劍橋科學研究所
（神秘的逆動物大腦的進地球uux.cn）據Cell Press：研究人員在《細胞》雜志上報道說，古老的轉錄作用病毒可能要感謝髓磷脂——以及我們龐大而復雜的大腦。
研究小組發現，脊椎逆轉錄病毒衍生的化中遺傳元件或“逆轉錄轉座子”對哺乳動物、兩棲動物和魚類的發揮髓鞘產生至關重要。他們稱之為“逆髓鞘”的研究基因序列可能是古代病毒感染的結果，對哺乳動物、表示病毒兩棲動物和魚類中逆髓鞘的古老關鍵比較表明，逆轉錄病毒感染和基因組入侵事件在這些群體中分別發生。逆動物大腦的進
“脊椎動物進化的轉錄作用起飛需要逆轉錄病毒，”劍橋科學研究所阿爾托斯實驗室的脊椎資深作者兼神經科學家羅賓·富蘭克林說。“如果我們沒有逆轉錄病毒將它們的化中序列插入脊椎動物的基因組，那么髓鞘形成就不會發生，如果沒有髓鞘形成，我們所知道的脊椎動物的整個多樣性就永遠不會發生。”
髓鞘是一種復雜的脂肪組織，包裹著脊椎動物的神經軸突。它能夠在不增加軸突直徑的情況下實現快速沖動傳導，這意味著神經可以更緊密地聚集在一起。它還為神經提供代謝支持，這意味著神經可以更長。
髓磷脂首次出現在生命樹中的時間與jaws差不多，它在脊椎動物進化中的重要性早已得到認可，但直到現在，人們還不清楚是什么分子機制觸發了它的出現。
研究人員在檢查少突膠質細胞（中樞神經系統中產生髓磷脂的細胞）所利用的基因網絡時，注意到了后髓磷脂在髓磷脂產生中的作用。具體來說，該團隊正在研究包括逆轉錄轉座子在內的非編碼區域在這些基因網絡中的作用——這是以前在髓磷脂生物學背景下沒有探索過的事情。
“反轉錄轉座子約占我們基因組的40%，但對它們如何幫助動物在進化過程中獲得特定特征一無所知，”第一作者、Altos Labs-Cambridge Institute of Science的計算生物學家Tanay Ghosh說。“我們的動機是了解這些分子如何幫助進化過程，特別是在髓鞘形成的背景下。”
在嚙齒動物中，研究人員發現髓鞘后體的RNA轉錄物調節髓鞘堿性蛋白的表達，髓鞘堿性蛋白是髓鞘的關鍵成分之一。當他們在實驗中抑制少突膠質細胞和少突膠質細胞祖細胞（少突膠質細胞來源的干細胞）中的髓磷脂后，這些細胞不再能產生髓磷脂堿性蛋白。
為了檢查髓磷脂是否存在于其他脊椎動物物種中，研究小組在有頜脊椎動物、無頜脊椎動物和幾種無脊椎動物物種的基因組中尋找類似的序列。他們在所有其他類別的有頜脊椎動物（鳥類、魚類、爬行動物和兩棲動物）中發現了類似的序列，但在無頜脊椎動物或無脊椎動物中沒有發現類似的序列。
富蘭克林說:“有一種進化驅動力使我們軸突的沖動傳導更快，因為更快的沖動傳導意味著你可以更快地抓住東西或逃離東西。”
接下來，研究人員想知道是否所有有頜脊椎動物的祖先都曾整合過髓磷脂，或者在不同的分支中是否有單獨的逆轉錄病毒入侵。
為了回答這些問題，他們構建了22種有頜脊椎動物的系統進化樹，并比較了它們的髓磷脂序列。分析顯示，髓磷脂后體序列在物種內比在物種間更相似，這表明髓磷脂后體是通過趨同進化過程多次獲得的。
研究小組還表明，髓磷脂在魚類和兩棲動物的髓鞘形成中起著功能性作用。當他們在實驗中破壞斑馬魚和青蛙受精卵中的髓磷脂后基因序列時，他們發現發育中的魚和蝌蚪產生的髓磷脂明顯少于平時。
研究人員表示，這項研究強調了基因組非編碼區對生理和進化的重要性。“我們的發現為探索逆轉錄病毒如何更普遍地參與指導進化開辟了一條新的研究途徑，”戈什說。

(責任編輯：探索)