研究：遠古病毒促神經脈衝加快傳遞 對演化影響重大

病毒示意图。图／ingimage

根据今天发表的研究，距今数亿年前脊椎动物感染的远古病毒，在人类演化为拥有高等大脑和大型身体上扮演关键角色。

法新社报导，这份刊登在科学期刊「细胞」（Cell）的研究，检视神经细胞中髓鞘的起源。髓鞘是由脂质组成、围绕神经细胞形成的一层绝缘体，让细胞能更快传导电脉冲。

根据研究的作者说法，对于髓鞘的形成，能入侵宿主DNA的反转录病毒（retrovirus）产生的一组基因序列至关重要，而他们在现代哺乳动物、两栖动物及鱼类身上找到这组序列。

这份研究的资深作者、美国生技公司阿托斯实验室（Altos Labs）旗下剑桥科学研究院（CambridgeInstitute of Science）的神经科学家佛兰克林（RobinFranklin）告诉法新社：「我认为最惊人的是，（如果没有这组基因序列），就不会出现我们所知现代脊椎动物的一切多样性，以及牠们所达到的尺寸，无论是大象、长颈鹿、森蚺、牛蛙或兀鹰。」

在佛兰克林的实验室担任计算生物学家暨遗传学家的高许（Tanay Ghosh）率领的一个团队，为了发现与产生髓鞘质的细胞很可能有关联的遗传因素，在数个基因组资料库中捞取资料。

高许特别感兴趣的，是探索基因组中神秘的「非编码区」。这些区域不具有明显功能，曾被视为一无是处，现在却被认定为具有演化上的重要性。

贾许的研究锁定一组特定的基因序列，源自一种内源性反转录病毒（endogenous retrovirus，ERV），这种病毒长期潜伏在人类基因中。贾许的团队将这组序列称为「反转录髓鞘」(RetroMyelin)。

研究人员为了验证这项发现，在实验中破坏老鼠细胞中的「反转录髓鞘」基因序列，结果发现老鼠的细胞不再产生形成髓鞘质所需的基本蛋白质。

研究人员接着在其他物种的基因组当中寻找类似「反转录髓鞘」的基因序列，结果在有颌脊椎动物体内找到，这类动物包括人类所属的哺乳类、鸟类、鱼类、爬虫类及两栖类动物；但在无颌脊椎动物和无脊椎动物体内并未找到。

这使得研究人员相信，在生物演化史上，这组基因序列出现的时间大约与有颌脊椎动物相同，而有颌脊椎动物的首次演化大约发生在西元前3亿6000万年的古生代泥盆纪，又称鱼类时代。

佛兰克林表示：「演化上一直存在要让神经纤维更快传导电脉冲的压力。如果加快了，生物行动速度就能更快。」这对掠食动物或要逃跑的猎物都很有用。

他还说：「髓鞘使得神经细胞不需要直径扩大、而是更紧密靠在一起，就能让脉冲快速传递。它还能提供细胞结构支撑，意味细胞可以长得更长，因此能产生较长的肢体。」

美国史丹佛大学（Stanford University）神经科学家苏奇洛（Brad Zuchero）指出，「关于演化过程中髓鞘是如何诞生」，这份研究「补上谜团中一块重要的拼图」。