南京师范大学—生命科学学院韩管助课题组在逆转录病毒起源研究中取得重要进展

      近期，微生物学权威杂志mBio（影响因子7.867）以“A missing link between retrotransposons and retroviruses”为题在线发表了南京师范大学韩管助教授课题组关于逆转录病毒起源和进化的最新研究进展。

      逆转录类病毒是复制过程需要逆转录的病毒总称，包括许多重要的动植物病原，如人类免疫缺陷病毒、乙肝病毒、花椰菜花叶病毒等。国际病毒分类委员会将逆转录类病毒统一为一个病毒界，即逆转录类病毒界（Pararnavirae）。逆转录类病毒目前可分为6个科：逆转录病毒科（Retroviridae）、花椰菜花叶病毒科（Caulimoviridae）、宏病毒科（Metaviridae，即Ty3/Gypsy反转座元件）、假病毒科（Pseudoviridae，即Ty1/Copia反转座元件）、百保病毒科（Belpaoviridae，即Bel/Pao反转座元件）和嗜肝病毒科（Hepadnaviridae）。值得注意的是Ty3/Gypsy、Ty1/Copia和Bel/Pao反转座元件能够编码病毒外壳蛋白，因此它们一般也被认为是病毒。

      目前一般认为逆转录病毒可能起源于一个Ty3/Gypsy反转座元件，但是已知的Ty3/Gypsy都与逆转录病毒亲缘关系较远。而且，逆转录病毒和绝大多数Ty3/Gypsy反转座元件有两个不同之处：（1）逆转录病毒聚合酶蛋白可编码一个双核酸酶H结构域；（2）逆转录病毒可编码一个被膜蛋白。韩管助课题组之前在脊椎动物基因组中发现了一类新的逆转录类病毒——洛基逆转录病毒（lokiretrovirus）（Molecular Biology and Evolution 38:1031-1039）。洛基逆转录病毒基因组编码双核酸酶H结构域和被膜蛋白，但是其被膜蛋白和负义单链RNA病毒（而非逆转录病毒）具有可以识别的同源性，洛基逆转录病毒的发现为逆转录病毒复杂的进化提供了新的视角。

      韩管助课题组在腔肠动物基因组中发现了一类新的反转座元件，将其命名为奥丁反转座元件（Odin retrotransposon）。奥丁反转座元件表现了独特的基因组结构特征：其和逆转录病毒类似能够编码一个双核酸酶H结构域，和绝大多数Ty3/Gypsy反转座元件类似不编码被膜蛋白。奥丁反转座元件代表了逆转录病毒和Ty3/Gypsy反转座元件间的进化“缺失环节”（missing link）。系统发生分析表明奥丁反转座元件和洛基逆转录病毒形成姐妹群，奥丁反转座元件和洛基逆转录病毒组成的单系群与逆转录病毒形成姐妹群，为研究逆转录病毒相关病毒的起源和进化提供了重要的进化框架。基于系统发生分析和基因组结构特征，该研究将洛基逆转录病毒和奥丁反转座元件分成两个新的病毒科——洛基逆转录类病毒科（Lokiorterviridae）和奥丁逆转录类病毒科（Odinorterviridae），将逆转录类病毒从目前的6个科推广到了8个科。

      奥丁逆转录类病毒的发现极大拓展了我们对于逆转录类病毒多样性的认识，对理解逆转录病毒的起源、进化以及生物学具有重要意义。相关研究发表在微生物学权威杂志mBio上（文章链接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/mbio.00187-22），博士研究生王建华同学为第一作者，韩管助教授为通讯作者。相关研究受到国家自然科学基金的支持。

图1奥丁逆转录类病毒分布、基因组结构和进化