Evolutionary reconstruction of bat influenza A viruses reveals segment-specific histories and host-associated selection
这项研究揭示了非典型蝙蝠甲型流感病毒代表了一个深度分化的谱系，该谱系在100至200年前从主要的甲型流感病毒谱系中分离出来，并通过涉及不同选择压力和宿主转换动态的复杂片段特异性历史演化而来。
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病毒是适应的大师，不断重塑自身以在新的环境中生存。其中最成功的当属甲型流感病毒，它们通常通过钩住细胞表面特定的糖分子，在鸟类、人类和猪之间跳跃。几十年来，科学家们一直认为这些病毒严格受限于这些唾液酸受体，这是一种决定了它们能感染哪些动物的“锁与钥匙”机制。然而，当研究人员发现流感病毒存在于新世界蝙蝠中时，一个奇怪的发现颠覆了这一观点。这些蝙蝠病毒并不使用标准的糖类“钥匙”；相反，它们已经进化到可以附着在免疫细胞上的一种完全不同类型的蛋白质上，从而能够在进入蝙蝠细胞的同时，对常规的细胞防御机制保持隐形。这种不寻常的生物学特性提出了一个关键问题：这些病毒是最近从另一种动物跳跃到蝙蝠身上，然后为了适应新家园而进行了快速改变，还是早已在蝙蝠体内生活了很长时间，在与宿主共同进化？
为了回答这个问题，德克萨斯理工大学和北卡罗来纳州立大学的一个研究小组对这些蝙蝠病毒的遗传历史进行了深入研究。他们没有将病毒视为一个单一的整体，而是将其视为八个独立的基因片段的集合，就像一副扑克牌，每张牌都讲述着故事的不同部分。通过独立分析每个片段的遗传密码，他们可以追踪这些蝙蝠病毒何时从其鸟类和哺乳类亲戚中分离出来，并寻找其适应过程的痕迹。他们的目标是确定这些蝙蝠病毒是近期入侵后紧接着进行的疯狂适应，还是代表了一个在蝙蝠体内循环了几个世纪的古老且隐秘的谱系。
研究人员首先观察了分裂的时机。通过测量随时间积累的遗传变化，他们估计蝙蝠流感病毒在100到200年前从主要的流感病毒家族中分化出来。这一发现表明其历史比近期溢出事件所暗示的要深远得多。如果这些病毒只是在几十年前跳跃到蝙蝠身上的，那么遗传差异会小得多。相反，数据指向了一个在人类历史上相当长的一段时间内就已经存在的谱系，早在这些病毒被科学界发现之前，它们就已经存在了。这一时间线支持了这样一个观点：它们不是新来的闯入者，而是长期存在且被忽视的古老种群，只是直到现在才被科学界注意到。
接下来，团队检查了病毒是如何变化的。当一种病毒跳入新的宿主时，它通常会经历一段剧烈的、快速进化的时期，以求生存，并在整个基因组中留下强选择作用的清晰印记。然而，研究人员并未发现这种全基因组范围内的“狂热”证据。相反，他们发现进化压力是集中且具有针对性的。只有病毒的少数部分显示出强烈的适应迹象，而其余部分的基因组则保持稳定。这种模式表明，蝙蝠病毒不需要为了在蝙蝠体内生存而彻底重塑自己；相反，它们进行了针对性的调整，很可能是为了微调其进入细胞和逃避蝙蝠免疫系统的能力。这种局部适应性更符合病毒与宿主之间的长期关系，而非突然且混乱的跳跃。
研究还观察了病毒用于构建蛋白质的“语言”。不同的宿主往往偏好不同的遗传指令拼写方式，这种偏好被称为密码子使用偏好。研究人员发现，在几个关键基因中，蝙蝠病毒已经发展出了自己独特的拼写模式，这与鸟类或人类流感病毒中的模式不同。这种遗传风格的微妙转变进一步表明，这些病毒已经在蝙蝠环境中进化了很长时间，缓慢地适应宿主特定的细胞机制。
最后，团队试图重建家谱，以观察蝙蝠病毒在进入蝙蝠种群之前来自何处。由于不同的基因片段讲述了略微不同的故事，答案并不简单。对于某些基因，祖先似乎是鸟类；而对于其他基因，路径并不明确，或者指向了其他哺乳动物。这种混合的历史表明，蝙蝠流感病毒是一个“马赛克”，很可能是通过一种被称为“基因重配”的过程形成的，即不同的病毒交换基因片段。这些病毒的祖先可能在不同物种之间移动，在定居于蝙蝠之前，沿途收集了新的基因。缺乏指向特定祖先的单一、清晰路径，凸显了该病毒历史的复杂性以及我们在野生动物病毒知识领域的空白。
最终，这项研究描绘了一幅图景：蝙蝠流感病毒是蝙蝠世界的古老、专门化的居民，而非近期的入侵者。它们在几个世纪里一直与宿主共同进化，通过进行细微、精准的变化来在独特的环境中繁衍。虽然由于野外蝙蝠样本稀缺，它们进入蝙蝠种群的确切路径在一定程度上仍然隐匿，但证据指向了一个漫长且复杂的历史。这一发现提醒我们，病毒世界比我们目前的监测所捕捉到的要更加多样且古老，而且一些最不寻常的病毒可能一直就在眼皮底下生活着，等待着我们去仔细观察。
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