微精选

人类基因组，由大约31.6亿个DNA碱基对组成，据估计约有20 000~25 000个蛋白质编码基因。而这部分编码蛋白质的基因，在人类基因组中少于1.5%，在这些基因及其调控序列之外，仍然有许多功能未知的广大区域。此外，要将DNA包含的信息转换成为与生老病死直接相关的生命现象，还涉及到蛋白质的表达与调控等复杂的步骤。因此，虽然人类基因组测序已经完成，但是这31.6亿个DNA碱基对，对于人类来说仍然是一部晦涩难懂的天书。

一方面，基因表达蛋白的水平，并不是一成不变的。比如之前介绍过的存在于大脑中的“僵尸”基因，会在人体死亡后出现异常的高表达（“僵尸”基因——至死不休的工作狂！）。因此，单单从一个基因所表达的蛋白去推断其在生命活动中的功能，显然是不够的。

另一方面，对于占整个人类基因组约95%以上的未知序列，它们为何在此，它们从何而来？这更是从基因水平解读生命奥秘所必须解答的难题。

今天要分享的这项研究，关注的就是来源于古老的病毒、盘桓在人类基因组非编码区中的“幽灵”基因——人内源性逆转录病毒（human endogenous retroviruses, HERVs）。

说到逆转录病毒，就不得不祭出分子生物学领域的圣经：中心法则。

简而言之，DNA是最基本的遗传信息，一方面它可以自我复制，将作为生命密码的遗传信息传宗接代；另一方面它可以转录成RNA，进而翻译成蛋白质，行使其生物学功能。绝大多数讲道理的生命体，小到细菌、大到蓝鲸，都是严格按照这个套路繁衍生息。甚至一部分DNA病毒，也老老实实遵循这个规律。

不过，另外一部分RNA病毒，因为受从前科学理论的局限，对它们的关注度不高，仗着“糊咖有理、糊做非为”的优势，作天作地，不肯遵从“中心法则”。

比如，作为当前顶级流量的热搜专业户——新冠病毒，就是一个图省事儿的RNA病毒。因为嫌这个“DNA——RNA——蛋白质”的中心法则流程太麻烦，新冠病毒就直接通过RNA的自我复制来传宗接代，同时也利用RNA为模板来翻译蛋白质。但是这种轻装上阵的“省电模式”有两个坏处：一是RNA不稳定，很容易降解；二是携带不了太多翻译复杂蛋白质的信息，无法自力更生。

所以，新冠病毒就两手一摊、十分从容地寄宿于人体，利用人体的资源拼命地复制自己，完成周而复始的生命循环。

而另一类以臭名昭著的人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）（即艾滋病病毒）为代表的、被称为逆转录病毒的RNA病毒，就更加可恶了。这类病毒自己偷懒，不想自己走DNA复制的套路，但是又羡慕人家DNA的稳定性，于是搞了一套逆转录系统，把自己从RNA逆转录成DNA，强行插入到宿主的DNA序列中，随着宿主DNA的复制，逆转录病毒也不断得到复制和扩增，最终使宿主不堪重负。

不过，还有一类特殊的逆转录病毒，就是前面提到的——人内源性逆转录病毒（HERVs），就有点难以置评了。如果说上面所说的HIV等劫持人体DNA、并最终导致人体细胞死亡的逆转录病毒是土匪、是强盗；那么，HERVs更像是打着和平旗号、厚颜无耻的第三者了。

HERVs，通过整合进人体DNA之后，就安安心心地跟着人体DNA一起过日子，一起复制，一起传给下一代，同生共死。这些整合进人体DNA的HERVs，不再表达自己的蛋白，成为了可有可无的“幽灵”基因。

话说，自从盘古开天辟地、女娲造人补天以来，几百万年前诞生的人类先祖就在不断地感染各种逆转录病毒，人体也在不停地和这些病毒作斗争。

而在这个斗争过程中，其中一部分病毒就领悟了“天地与我并生，而万物与我为一”道法自然的精神境界，以HERVs的形式寄居于人体之中，不显山不露水，跟随人类一起延绵至今。

不过，非我族类，其心必异。越来越多的研究表明，看似无欲无求、蹭吃蹭喝的HERVs，其实也和一些人类疾病的发生密切相关。最近，来自德国的科学家开发了一套基于CRISPR的基因编辑技术，能够在人类胚胎中激活一些HERVs的表达，从而揭示它们在人体中的潜在功能。

研究发现，特异性地激活HERVs家族的成员HERV-K，会对神经元分化过程造成损害，并且会影响前脑类器官的生长。而这一影响，似乎是通过神经营养酪氨酸激酶受体3（neurotrophic tyrosine kinase receptor type 3, NTRK3）这一人体自身的基因来起作用的，其具体作用机制如下：

（图片来自文献）

简而言之，HERV-K的激活会使NTRK3表达升高，进而影响神经发育；而在激活HERV-K的同时对NTRK3进行敲低，则会逆转对神经发育造成的影响。

这一研究表明，整合于人体DNA的HERVs，已经与人体自身的基因及其表达调控形成了千丝万缕的联系。

对于人体而言，也许它们已不再是无关紧要的客人，而是潜伏于人体之中，在未知时刻冒出来秀一把存在感的“幽灵”。

不过，研究者对这一结果带来的远景启示倒是非常乐观：既然这些HERVs已经和我们人体和平共处了几百万年，那它们应该还是在我们的生命活动中发挥着某些积极作用的，并不一定就是有害无益的寄生虫。

毕竟，在生物圈已经有这种摄取外源基因为我所用的先例了。例如：一种海蛞蝓整合了来自海藻的叶绿素，能够进行光合作用。