远古病毒如何影响人类进化？

人类基因组并不纯粹，里面含有大量远古病毒的遗赠——内源性逆转录病毒DNA，约占人类基因组总量的8%。绝大多数内源性逆转录病毒DNA位于人类功能基因区域之外，甚至离功能基因非常遥远，科学家在发现之初一度认为它们毫无用处，因此将其称为“垃圾”DNA。但是越来越多的研究证明，这些“垃圾”DNA不仅具有重要功能，而且深刻影响人类和其他物种的生命个体发育，甚至整个物种的进化。

最近，来自斯坦福大学医学院的研究人员通过构建一种基于人类诱导多能干细胞的类囊胚模型，发现了一段在人类进化过程中插入并固化在人类基因组的远古逆转录病毒DNA序列，该序列是人类胚胎早期发育的关键开关，该研究发表在国际著名学术期刊《自然》上，是远古病毒深刻影响人类胚胎发育和物种进化的又一例证。

人类基因组中的“垃圾”DNA

2001年，被誉为生命科学“登月计划”的人类基因组计划取得重磅成果，人类基因组草图正式公布。来自6个国家的科学家首次能对人类基因组序列进行全面而深入的研究，得以从中揭示很多新的发现，包括人类基因组大小约为30亿碱基对，功能基因数量只有2万多个，远非此前猜测的10万个，等等。另外还有一项新发现也引起了广泛关注，人类基因组含有大量类似逆转录病毒基因结构的重复序列，其总和竟然约占人类基因组大小的8%，而人类功能基因编码DNA序列也只占到人类基因组总量的1%-2%。

内源性逆转录病毒DNA深刻影响人类基因组进化。视觉中国|图

研究发现，人类基因组中这些重复DNA与逆转录病毒的基因结构非常相似，大多具有编码病毒结构蛋白、蛋白酶、逆转录酶和包膜糖蛋白等核心基因，以及在核心基因两侧的长末端重复序列。类似的重复序列不仅存在人类基因组中，在其他哺乳动物和脊椎动物的基因组中也广泛存在。科学家推测，在数千年前的哺乳动物进化过程中，外源性逆转录病毒在感染宿主生殖细胞过程中，利用逆转录酶将其自身的遗传物质RNA逆转