内源性虎皮鹦鹉嗜肝DNA病毒“化石”的发现及其性质的初步研究

【摘要】内源性病毒片段是古代病毒感染宿主后遗留在宿主基因组并随之稳定遗传的古代病毒基因组片段。考古病毒学的主要目的是研究古代存活、现在灭绝的病毒对现存宿主基因组的影响。目前在哺乳动物中尚未发现内源性嗜肝DNA病毒片段,但在斑胸草雀等鸟类中发现了内源性嗜肝DNA病毒片段。然而这些片段都较短不足以恢复古代嗜肝DNA病毒的任何一个基因或元件。本研究使用嗜肝DNA病毒科13种代表病毒株的聚合酶(Po1)氨基酸序列进行tBLASTn比对数据库中157种后生动物基因组。首次在虎皮鹦鹉基因组中检测到阳性信号。因为现存鹦鹉乙肝病毒(PHBV)的Pol氨基酸序列在初次筛选中获得最好匹配,随后对虎皮鹦鹉基因组序列使用PHBV的Pol和PreC/C的氨基酸序列进行再次tBLASTn分析,在虎皮鹦鹉基因组的49个重叠群中发现61条内源性嗜肝DNA病毒片段,命名为内源性虎皮鹦鹉乙肝病毒片段(eBHBV).绝大部分eBHBV序列只包含不完整病毒基因组片段,但其中两条eBHBV接近和超过病毒基因组全长序列：eBHBV1全长约3.9kb,包含1.3拷贝基因组全长序列,两端为Pol和PreC/C冗余序列；eBHBV2全长约3.1kb,包含约1.0拷贝基因组全长序列,两端为PreC/C。通过PCR克隆测序和Southern杂交验证了虎皮鹦鹉基因组中确实包含eBHBV1和eBHBV2。根据现存嗜肝DNA病毒复制模型,Pol的TP蛋白、epsilon包装信号和DR序列对病毒的复制极为关键,有趣的是在eBHBV1和eBHBV2中这些元件得到保留。系统发生分析表明,eBHBV1和eBHBV2与所有现存禽嗜肝DNA病毒相比,已经成为一个独立的进化分支,但与斑胸草雀中的内源性嗜肝DNA病毒片段(eZHBVj)相比,eBHBV1和eBHBV2与所有现存禽嗜肝DNA病毒之间亲缘关系更近,意味着古代虎皮鹦鹉嗜肝DNA病毒(BHBV)可能同现存禽嗜肝DNA病毒拥有共同祖先。通过对eBHBV1中0.3拷贝直接重复序列的遗传距离进行分析,可以推测出eBHBV1整合到虎皮鹦鹉基因组中约为250-500万年。这比之前认为的现存禽嗜肝DNA病毒共同祖先小于6000年要早得多。通过PCR克隆测序和Southern杂交在虎皮鹦鹉近亲物种黑冠吸蜜鹦鹉的基因组中没有检测到eBHBV的直系同源序列,因而可以认为eBHBV的最大整合年龄不超过两个物种的分歧时间即1400万年。体外细胞水平的研究发现eBHBV1和eBHBV2具有转录活性。而在虎皮鹦鹉肝组织内也能检测到eBHBV的转录产物,提示eBHBV中的病毒启动子还具有活性。eBHBV1中的Core基因是完整的,我们原核表达了该Core蛋白,并制备了抗体,为检测内源Core基因的表达奠定了基础。总之,eBHBV的发现,特别是eBHBV病毒全长基因组的获得,可能促进对包括人乙肝病毒在内的嗜肝DNA病毒的起源、进化和病毒与宿主相互作用的研究。
【作者】潘少坤；
【导师】谢幼华；
【作者基本信息】复旦大学，病原生物学，2013，博士
【关键词】考古病毒学；内源性病毒片段；乙型肝炎病毒；嗜肝DNA病毒；eBHBV；

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