内源性逆转录病毒(endogenous retroviruses,ERVs)是古时候逆转录病毒感染的残余,占整个人类基因组的8%。新近得到的人类ERV是HERVK(HML-2),人类和黑猩猩的共同祖先“分歧”前后,它都在反复感染灵长类动物。与大多数其他的人类ERVs不同,HERVK保留了编码逆转录蛋白的开放阅读框的多重拷贝。
然而,除了某些病理情况如生殖细胞肿瘤、黑色素瘤
或人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency
virus,HIV)感染,HERVK的转录都被宿主沉默了。美国斯坦福大学医学院的Edward J.
Grow等人研究发现,DNA低甲基化重复序列与OCT4基因的反式激活一起协同促进HERVK表达。结果,在正常的人类胚胎发生过程中,HERVK被转
录,从8细胞期的胚胎基因组活化开始,持续到胚胎植入前的囊胚中出现外胚层细胞,止于胚胎干细胞从囊胚中衍生出来之时。值得注意的是,人类囊胚中检测到了
HERVK病毒样颗粒和Gag蛋白,提示在人类发育早期就存在逆转录病毒产物。
进一步研究发现,多能干细胞系中HERVK附属蛋
白Rec的过表达能够提高细胞表面的IFITM1水平,抑制病毒感染,提示HERVK在早期胚胎细胞中限制病毒感染至少有一种机制。此外,Rec还能直接
结合到细胞的RNA上,调控核糖体组装,说明逆转录蛋白与宿主因子复杂的相互作用优化了人类早期胚胎发育的过程。(作者:贺利军)
参考文献:Nature 2015;522:221-225