如果我說(shuō)，你身體里的許多DNA其實(shí)并不屬于你自己，你會(huì )相信嗎？

　　如果我說(shuō)，你的基因組中早已凌亂地混雜著(zhù)幾千年前，甚至百萬(wàn)年前曾存在過(guò)的那些古老病毒的DNA序列，你能接受嗎？

　　如果我說(shuō)，人類(lèi)的基因庫實(shí)際上混雜了許多病毒基因序列的「垃圾」，你會(huì )怎么想？

　　如果這些說(shuō)法讓你嗤之以鼻，那么以下這則消息會(huì )不會(huì )讓你心神不寧呢？

　　一些混入人類(lèi)基因組中的「病毒尸骨」在人類(lèi)早期發(fā)育過(guò)程中死而復生了。

　　今年早些時(shí)候，《自然》雜志上的一篇文章中描述了這種現象：

　　某些嵌合進(jìn)人類(lèi)基因的病毒DNA，能夠編碼蛋白，接著(zhù)裝配成看起來(lái)像是具有感染性的病毒顆粒。

　　這一觀(guān)點(diǎn)聽(tīng)起來(lái)既有趣又讓人感覺(jué)毛骨悚然。雖然目前研究人員還不清楚這些病毒蛋白裝配成的病毒顆粒是否具有感染性，但誰(shuí)也不敢打保票說(shuō)，這些蛋白沒(méi)有任何功能。

　　這項研究成果讓我們思考這樣的問(wèn)題：究竟是什么在引導著(zhù)人類(lèi)胚胎早期的成長(cháng)發(fā)育？

　　研究發(fā)現，這些病毒蛋白井然有序地被運往相應位置，它們可能通過(guò)影響基因的表達，甚至可能是通過(guò)保護胚胎細胞免受進(jìn)一步的病毒感染的方式，來(lái)調控人類(lèi)最早期發(fā)育過(guò)程中的某些步驟。

　　這是病毒和人類(lèi)之間一場(chǎng)持久的戰爭？還是這場(chǎng)持續了好幾百萬(wàn)年的戰爭結束簽訂完停戰協(xié)議后所留下的一幕？

　　這些病毒是通過(guò)在早期胚胎細胞中激活而為自己謀取生存、增殖的利益嗎？

　　或者是胚胎強征了這些病毒蛋白來(lái)保護自己？

　　亦或是兩者互利共贏(yíng)？

　　選擇性表達

　　在人類(lèi)胚胎最早期的發(fā)育階段，一個(gè)全新的、比這句話(huà)末尾的那個(gè)句號小得多的受精卵，究竟是如何一步步變成一個(gè)有四肢、頭發(fā)、手指和各種精妙結構，并能和身邊的父母親進(jìn)行感情和肢體交流的嬰兒的，這一過(guò)程，吸引著(zhù)一代又一代的科學(xué)家們進(jìn)行研究。

　　大約六十多年前，科學(xué)家們就已經(jīng)知道人的體細胞包含23對染色體。這些雙鏈分子位于細胞核內，攜帶著(zhù)編碼人體中所有蛋白質(zhì)的遺傳信息，組成了我們常說(shuō)的基因組，并且受到精確的調控。

　　身體里幾乎所有的細胞都有一套一模一樣的基因組，但神奇的是，他們利用這套相同的遺傳信息制造出了不同的組織和器官。

　　廚師、食譜以及一個(gè)裝滿(mǎn)各種食材的食品柜都準備好了，只要你想要，你就可以吃到你想吃的食物，一個(gè)雞蛋卷、一份沙拉或者一塊多汁的牛排。但是假如你在茫茫沙漠中，你一定不太想要一塊烤肉，同樣的道理，你肯定也不希望你美好的假日晚餐僅僅只有個(gè)蛋卷而已。

　　在具體的情境下，吃到最合適的食物，才會(huì )讓你真的愉悅起來(lái)。事實(shí)上，在「菜譜」和「食材」相同的背景下，每個(gè)細胞都有自己獨特的「美食清單」。

　　「跳躍」的基因

　　許多研究人員對胚胎早期發(fā)育過(guò)程中，哪些基因編碼什么樣的RNA和蛋白質(zhì)，以及相關(guān)的調節機制十分感興趣。而這些秘密就藏在一個(gè)被稱(chēng)為轉座子的可移動(dòng)的遺傳因子中。

　　轉座子是一些特殊的DNA短片段，它們被激活時(shí)，可以反復插入宿主DNA中，最終在我們的基因組中形成數百上千個(gè)克隆拷貝。人類(lèi)基因組中，大約50%的序列由這些轉座子組成。隨著(zhù)時(shí)間推移，這些轉座子逐漸累積了大量突變，也很少再發(fā)出直接制造某種蛋白質(zhì)的指令。但是最近有研究發(fā)現，它們可能對附近基因的表達具有重要的調節作用。

　　設想不斷「跳躍」的轉座子是火車(chē)軌道上的一段段的車(chē)軌。依靠識別轉座子的位置和方向，是否會(huì )衍生出代表火車(chē)加速或者代表火車(chē)停止的一些信號？

　　開(kāi)始探究人類(lèi)發(fā)育過(guò)程中轉座子什么時(shí)候激活、如何激活以及哪些轉座子參與了發(fā)育過(guò)程時(shí)，科學(xué)家們發(fā)現了之前提到的令他們感到驚訝的現象。

　　大隱隱于市

　　在逆轉錄病毒感染過(guò)程中，它會(huì )將攜帶遺傳信息的RNA逆轉錄為DNA，然后插入宿主細胞的基因組中，利用宿主細胞DNA的復制實(shí)現自身序列的復制，最后在細胞分裂的過(guò)程中，這些病毒的遺傳物質(zhì)會(huì )進(jìn)入每個(gè)子代細胞。當逆轉錄病毒感染生殖細胞或是極早期的胚胎時(shí)，病毒DNA就可能會(huì )傳遞給后代。

　　早期發(fā)育過(guò)程中特定階段被激活的轉座子，很可能就是這些內源性的逆轉錄病毒的基因序列。在過(guò)去與病毒共存的千萬(wàn)年中，一些深深融入人類(lèi)基因組中的、古老的逆轉錄病毒的基因片段，其比例已經(jīng)達到了8%。

　　之所以稱(chēng)他們是內源性病毒，是因為它們已經(jīng)存在于我們人類(lèi)自身的DNA中。這些逆轉錄病毒已然成為一種非人源性的、特殊類(lèi)型的轉座子。

　　例如，一種名為HERV-K的病毒從大約二十萬(wàn)年前就開(kāi)始感染人類(lèi)?，F在大部分HERV-K病毒的基因組依然完整存在于我們身體中的每個(gè)細胞。

　　現已發(fā)現多個(gè)HERV-K病毒的基因片段，至今依然保持著(zhù)編碼蛋白質(zhì)的潛能——

　　一些HERV-K病毒基因在3日至4日齡的胚胎中轉錄形成RNA。在成熟細胞中，HERV-K病毒的基因片段大多數都失活，但是在人類(lèi)胚胎發(fā)育的特定時(shí)間點(diǎn)，某些基因片段被去甲基化而重新激活。這種病毒的激活與胚胎中其他關(guān)鍵人類(lèi)基因的激活同時(shí)發(fā)生。

　　激活之后呢？

　　目前，我們并不清楚這些病毒DNA片段的去甲基化等修飾的發(fā)生，會(huì )轉錄出什么樣的RNA、翻譯出哪些可能會(huì )影響細胞功能和發(fā)育的蛋白質(zhì)。

　　研究者們推測，如果這種現象一直存在，那么它應該是有一定意義的，也許這種「去甲基化」過(guò)程對于受精卵細胞獲得發(fā)育成身體不同組織的分化潛能十分重要。

　　在觀(guān)察轉座子在早期胚胎發(fā)育過(guò)程中的轉錄情況時(shí)，研究者們發(fā)現不同細胞狀態(tài)下有不同的轉座子在激活，他們希望之后能夠通過(guò)檢測哪些轉座子被激活來(lái)判斷細胞的發(fā)育階段。

　　接著(zhù)，經(jīng)過(guò)幾個(gè)實(shí)驗室的通力合作，通過(guò)熒光染料標記的抗體，研究人員實(shí)現了這些病毒蛋白的可視化，并利用膠體金標記證實(shí)了病毒蛋白的存在。最后，利用電子顯微鏡，人們觀(guān)察到了人類(lèi)囊胚中那些似乎完整的病毒顆粒——在人類(lèi)囊胚中發(fā)現了許多種病毒蛋白。

　　早期人類(lèi)的胚胎在病毒蛋白的伴隨存在下，依然有序地發(fā)育生長(cháng)著(zhù)。

　　這些「病毒基因」的作用到底是什么？

　　這些病毒顆粒能否感染其他細胞？

　　這是研究人員迫切想要知道的。

　　目前所了解到的是：

　　HERV-K會(huì )編碼一種叫做Rec的病毒蛋白。當細胞首次感染HERV-K時(shí)，Rec會(huì )結合病毒RNA顆粒，然后護送它們進(jìn)入胞質(zhì)中的核糖體。這些病毒蛋白接著(zhù)裝配形成新的病毒顆粒，最后這些新的病毒顆粒會(huì )被釋放至保外感染更多的細胞。

　　Rec并不只影響病毒基因的表達，還能結合許多人類(lèi)基因轉錄的RNA，影響RNA與核糖體相互結合的程度。

　　此外，它的存在會(huì )促進(jìn)細胞表達某種表面蛋白，以保護細胞免受其它病毒的入侵，這就像是一種分子警告標語(yǔ)，堅決地告訴別人這是它的地盤(pán)。

　　但是這種保護作用到底能持續多久？它的目的又是什么？

　　嗯……不知道。

　　一場(chǎng)拉鋸戰

　　在胚胎發(fā)育的過(guò)程中，究竟誰(shuí)說(shuō)了算？我們自己還是病毒？又或者說(shuō)已經(jīng)無(wú)法區分了？

　　很多證據表明，人類(lèi)似乎并不能完全控制自己的身體。我們體內充滿(mǎn)了大量的細菌、病毒、真菌。這些微生物的數量甚至可以是我們自身細胞數量的10倍，潛移默化地影響著(zhù)我們的生活。例如眾所周知的，腸道菌群可以幫助我們消化食物。

　　目前還不清楚，之前提到的一系列事件，代表著(zhù)數千年來(lái)進(jìn)化過(guò)程中的一種共生現象，還是代表著(zhù)人類(lèi)與病毒之間仍在不斷地斗爭。但不管怎么樣，有一點(diǎn)是可以確認的，即長(cháng)遠來(lái)看，人類(lèi)和病毒的命運都將會(huì )是互相交錯彼此融入的。

　　科學(xué)家們正在加倍努力，試圖搞清楚病毒轉座子是否會(huì )調節人類(lèi)基因的表達以及其中的分子機制。

　　它們會(huì )在身體發(fā)育的特定時(shí)間或者特定細胞內促進(jìn)自身基因的表達嗎？說(shuō)得更確切點(diǎn)：到底誰(shuí)是基因組廚房中真正的廚師？

　　宿主和病毒之間的斗爭往往是一場(chǎng)拉鋸戰。

　　在進(jìn)化過(guò)程中，HERV-K感染我們的祖先也許是個(gè)意外。但從自然選擇的角度講，不管這種感染造成的結果是積極的還是消極的，影響一定存在。

　　科學(xué)家們相信這些病毒可能會(huì )影響和調節許多靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物早期發(fā)育過(guò)程的信號通路。甚至，就是因為它們的影響，我們才成為現在的我們。