如果不是靠你身體里的病毒基因，你根本無法出生在這世上

知識 12-03

本文由公眾號「把科學帶回家」提供

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作者七君

陌生人和你的 DNA 之間的差別平均只有0.1%，人類和近親黑猩猩的 DNA 的差別只有1.2%。這很容易讓我們產生一種錯覺：我們身體里的基因都是人類獨有的。

如果不是靠你身體里的病毒基因，你根本無法出生在這世上

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直到最近20年我們才發現，這種想法實際上是個巨大的幻覺，我們身體里有不少來自其他生物的基因。

猜一猜，人類和病毒有什麼親緣關係？

你或許會想，不會有關係吧，人類是多細胞生物，病毒連是不是生命都成問題，人和病毒能有什麼親緣關係呢？

可是你知道嗎，人類基因組的8%都是來自病毒的 DNA 片段，它們的數量大概有10萬個。其中的一些來自病毒的基因，對於人類乃至哺乳動物的繁衍至關重要。

大多數這些病毒 DNA 都屬於一類特殊的病毒——逆轉錄病毒。聽名字有點耳熟是吧，讓人聞風喪膽的艾滋病病毒 HIV 也屬於逆轉錄病毒喲。

如果不是靠你身體里的病毒基因，你根本無法出生在這世上

艾滋病病毒 HIV（藍色）示意圖

逆轉錄病毒會入侵宿主的細胞，然後把自己的基因插到宿主的 DNA 里實現寄生。通過「篡改」宿主基因藍圖的方式，這些病毒基因參與了宿主細胞的日常，並創造出自己的副本。

如果逆轉錄病毒鑽到了卵子或者精子裡面，那麼宿主的下一代就可能也攜帶著它們。一旦某個逆轉錄病毒被宿主一代代地遺傳下去，它們就變成了內源性逆轉錄病毒（endogenous retrovirus）。

其中最引人深思的，就是一種使你成為哺乳動物，並且順利降生的內源性逆轉錄病毒基因。

如果不是靠你身體里的病毒基因，你根本無法出生在這世上

哺乳動物區別於其他動物的特徵就是胎盤。

6500萬年前，你的祖先，同時也是所有哺乳動物的祖先長得就像一個老鼠。你的祖先在地下活動，晝伏夜出。不過，它還沒有成為真正的哺乳動物，因為它還沒有胎盤。

如果不是靠你身體里的病毒基因，你根本無法出生在這世上

哺乳動物的共同祖先假想圖
@Carl Buell

後來胎盤的出現，就和逆轉錄病毒有密切的聯繫。故事要從90年代說起。

你可能聽說過90年代風風火火的人類基因組計劃（the Human Genome Project）。當時，測序技術已經比較成熟，野心勃勃的科學家們用測序技術測定了人類染色體中所有的核苷酸序列，試圖破譯人類的所有遺傳密碼。

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人類染色體

1997年，生物技術公司 Genetics Institute 的分子生物學家 John McCoy 和 Steve Howes 利用人類基因組計劃的成果，發現了合胞素（syncytin）這種長得像病毒蛋白質，乾的事情也像病毒蛋白質的物質。

實際上，合胞素和一種叫做三聚體包膜糖蛋白（env）的病毒蛋白質幾乎一摸一樣。而這個 env 的功能就是麻痹宿主，讓病毒和宿主細胞融合。而製造合胞素的基因，正是來自古老的逆轉錄病毒。

更奇怪的是，他們發現這種奇怪的蛋白質並不是別人製造的，而恰恰是胎盤自己造出來的。他們把這個研究發表在了2000年的《自然》（Nature）上。

原來，在你媽的卵子和你爸的精子合二為一（受精）的一周後，你的一個初級版本——胚泡（blastocyst）就會在子宮上製造胎盤。合胞素就是胎盤和母體直接接觸的那層細胞分泌的。

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胚泡（那個圓球狀的東西）

這些胚胎外層的細胞叫做合胞體滋養層（syncytiotrophoblast），沒有它們分泌的合胞素，你就不能粘住你媽，也不能從你媽身體里吸收營養，生長發育更是無從談起了。

可以說，是合胞素分配給你訪問和調取你媽資源庫的許可權。

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人類胎盤的合胞體滋養層（右圖中藍色）

不僅是人類，所有哺乳動物都有製造合胞素的基因，只不過大家的版本不同。黑猩猩和大猩猩還有猴子具有和人類相同的合胞素基因（syncytin-1 和 syncytin-2），攜帶這種基因的逆轉錄病毒在大約2500-4000萬年前感染了靈長動物的祖先。McCoy 說，「哺乳動物演化中的分水嶺就是對合胞素病毒基因的成功捕捉。」

你看懂了嗎？

哺乳動物的祖先遇見了某個逆轉錄病毒，逆轉錄病毒表示要進來參觀參觀，你的祖先就順水推舟，「當初是你要進來，進來就進來」，巧妙地利用了它產生的蛋白質突破宿主防火牆的功能，演化出了被伺服器授權訪問的胎盤。

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