病毒讓我們變得更加聰明嗎？(人的思想是病毒病毒有思想意識嗎)

近日，一篇刊登在國際雜志cell reports上的研究論文中，來自瑞典隆德大學(lund university in sweden)的研究人員通過研究揭示，有幾千萬年歷史的遺傳性病毒或許在建立描述人類大腦的復雜網(wǎng)絡上扮演著重要的角色。

目前研究人員已經(jīng)知道，內(nèi)源性的反轉(zhuǎn)錄病毒中大約包含有5%的人類dna，很多年以來這些看似垃圾的dna似乎并沒有什么用處，研究者johan jakobsson表示，反轉(zhuǎn)錄病毒似乎在大腦的基本功能中扮演者中樞的角色，尤其是在基因表達的調(diào)節(jié)上更為重要。本文研究結(jié)果顯示，在進化的過程中病毒與我們的細胞機器之間存在著緊密的聯(lián)系，尤其病毒在機體大腦中被激活，被認為很可能是由于腫瘤不能在神經(jīng)細胞中形成而致，這同其它組織是不一樣的。

如今研究人員在大腦細胞中發(fā)現(xiàn)了這些被特異性激活的病毒，而且揭示了這些病毒的調(diào)節(jié)性角色；研究人員認為反轉(zhuǎn)錄病毒或許可以幫助解釋為何大腦細胞具有特殊的動態(tài)性，以及功能的多面性；也正因如此，在不同物種中病毒會表現(xiàn)出或多或少的復雜功能，這或許可以幫助我們理解為何其不同物種間是如此的不同。

本文研究中，研究者基于對神經(jīng)干細胞進行研究，揭示了神經(jīng)干細胞可以利用一種特殊的分子機制來控制反轉(zhuǎn)錄病毒的激活過程，這為我們深入理解神經(jīng)細胞的基本功能提供了新的線索，同時研究結(jié)果也為解開和遺傳因素相關(guān)的大腦疾病的發(fā)病機制提供了新的希望。

最后研究者表示，當前當我們尋找和多種疾病相關(guān)的遺傳因子時，我們通常會尋找和其類似的基因，因為基因是組成基因組的必要成分；相信通過后期更為深入的研究會為我們開發(fā)治療神經(jīng)變性疾病，精神疾病以及大腦腫瘤的新型療法提供幫助。

人的思想是病毒病毒有思想意識嗎

冠狀病毒、寨卡病毒、埃博拉病毒、流感都是我們所熟知的困擾人類的病毒。但令人震驚的是，在數(shù)百萬年間，病毒在導致疾病的同時，還在影響人類進化。甚至有人猜測，人類的誕生就是源自偶然的病毒基因融合。
病毒結(jié)構(gòu)十分基礎簡單，就是一串基因包裹在蛋白質(zhì)外衣中。一旦病毒感染了一個細胞，它就會劫持細胞復制自己的基因并合成病毒蛋白，制造新病毒，并感染下一個細胞。
對于大多數(shù)病毒，如流感，故事可能就會到此為止。但少數(shù)逆轉(zhuǎn)錄病毒，包括HIV，則更為狡猾，它們會偷偷進入我們的DNA，將基因隨機插入我們的基因組中，低調(diào)地潛伏著，直到時機成熟，如免疫力低下時，就會再次開始制造病毒。
但一旦逆轉(zhuǎn)錄病毒進入生物體的DNA，就不能保證它能保持不變。嵌入的病毒基因遺傳指令仍可以被讀取，轉(zhuǎn)化為DNA，然后粘貼到基因組的另一個位置。一次又一次地重復這個循環(huán)，病毒DNA的多個拷貝便迅速建立起來。
經(jīng)過數(shù)百萬年的時間，這些病毒DNA序列發(fā)生隨機突變，失去了脫離宿主細胞的能力，受困于基因組內(nèi)部。如果這些事件發(fā)生在制造卵子和精子的生殖細胞中，那么它們就會代代相傳，最終成為生物體基因組的永久組成部分。
人類基因組中約有一半是由數(shù)百萬個DNA序列組成的，這些序列可以追溯到早已死亡的病毒或類似的跳躍基因，統(tǒng)稱為可轉(zhuǎn)位元素或轉(zhuǎn)座子。一些研究人員甚至會把這個數(shù)字提高到80%，因為古老的序列現(xiàn)在已經(jīng)退化到無法辨認的程度。
多年來，人類基因組中到處都是大塊的重復性病毒衍生DNA，有一部分無疑成為我們基因樹中的垃圾，但隨著研究人員更仔細地觀察單個病毒元素，他們發(fā)現(xiàn)一些嵌入我們基因組的病毒已被我們馴化，或者說他們改變了人類的進化。
合胞素的演變
大約15年前，美國研究人員發(fā)現(xiàn)了一種只在胎盤中活躍的人類基因蛋白，并將其稱為“syncytin”，它能將胎盤細胞融合在一起，形成一層從受精卵分化而來的為胚胎發(fā)育提供營養(yǎng)和保護的滋養(yǎng)層，即合胞滋養(yǎng)層。奇怪的是，合胞素蛋白基因看起來很像一種逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因。
后來研究者又發(fā)現(xiàn)了另一個合胞素基因，也參與形成胎盤，并防止母親的免疫系統(tǒng)攻擊子宮內(nèi)的胎兒。同樣，這個基因看起來也是來自于逆轉(zhuǎn)錄病毒。
目前發(fā)現(xiàn)人類和其他大型靈長類動物有同樣的兩個syncytin基因。雖然小鼠也有兩個基因，并且和人類版本的基因功能相同，但看起來像源自完全不同的病毒。貓和狗也有另一種獨立病毒衍生的合胞素基因。后來科學家通過尋找各種哺乳動物的生物學差異發(fā)現(xiàn)，豬和馬的胎盤中則沒有任何看起來像病毒衍生的合胞素基因，也無合胞滋養(yǎng)層。
顯然，這些有合胞素基因的哺乳動物在幾百萬年前都被特定的病毒感染過。隨著時間的推移，這些病毒在胎盤生長中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，使它們成為基因組中的永久組成部分。
跳躍基因
Syncytin的案例揭示了病毒如何影響人類等宿主的基因活動，這樣的例子還有很多，甚至涉及更古老的病毒序列。
2016年，猶他大學的科學家們發(fā)現(xiàn)，人類基因組中的一種內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒，在檢測到警告人體正在遭受病毒感染的危險信號干擾素分子時，會開啟AIM2基因，迫使受感染的細胞自我毀滅，以防止感染進一步蔓延。
這些古老的病毒已經(jīng)成為雙重間諜，幫助我們的細胞對付其他試圖攻擊我們的病毒。
另一個可能塑造了我們進化過程的病毒是在一個叫做PRODH的基因附近發(fā)現(xiàn)的。PRODH存在于我們的腦細胞中，尤其是海馬體中。在人類中，該基因由一種早已死亡的逆轉(zhuǎn)錄病毒激活。黑猩猩也有PRODH基因的一個版本，但在大腦中卻沒有那么活躍。
一種可能的解釋是，在幾百萬年前，一種古老的病毒在我們的祖先PRODH基因旁邊跳出了自己的副本，但這種情況并沒有發(fā)生在進化成今天黑猩猩的祖先靈長類動物身上。
如今，PRODH缺陷被認為與某些腦部疾病有關(guān)。
記憶是病毒？
神奇的是，有研究發(fā)現(xiàn)，人之所以能成為智慧的人類，也離不開病毒對我們基因的重塑。陸地上的動物大腦中都有Arc基因，該基因決定大腦中神經(jīng)元突觸的形成或連接方式。從某種意義上說，Arc基因使人類形成認知，產(chǎn)生學習行為。任何Arc基因的不良遺傳問題都會使大腦發(fā)育受到損害，例如引發(fā)自閉癥和其他神經(jīng)發(fā)育障礙。Arc基因有缺陷的小鼠不能學習新的東西，說明突觸連接有問題。如果把Arc基因從小鼠體內(nèi)取出，它們就什么都不記得了。
2018年，發(fā)表在著名學術(shù)期刊《細胞》上的研究成果指出，Arc祖先的根源是逆轉(zhuǎn)錄病毒。
研究人員經(jīng)過大量的生物信息學工作證實，Arc是逆轉(zhuǎn)錄病毒Gag基因的后裔。Gag逆轉(zhuǎn)錄元素在進化過程中可能被重新利用，以介導神經(jīng)系統(tǒng)中的細胞間通信。
他們的分析還顯示，Arc基因只存在于陸地動物的大腦中，而不是海洋動物。一種解釋是，當海洋動物遷徙陸地上時，感染的逆轉(zhuǎn)錄病毒使他們進化出適應新環(huán)境所需的更聰明的大腦。
重要的是，Arc基因在大腦中的作用與病毒感染細胞的方式有著異曲同工之妙。Arc基因通過帽殼形成來“感染”神經(jīng)元，從而使神經(jīng)元收到形成突觸的指令。當研究人員猛一看Arc基因圖片時，還以為這是HIV病毒在感染細胞。
這一研究成果在同時發(fā)表在Cell同期上的另一項獨立研究中得到證實。
這些研究除了對追溯人類進化起源至關(guān)重要，還對某些腦部疾病治療提供了新思路。例如人工增強Arc基因在大腦中的活性，可能逆轉(zhuǎn)記憶喪失。
可以是片段，也可以是全部
雖然早有研究證實病毒對宿主進化有影響。但迄今為止，已發(fā)現(xiàn)的絕大多數(shù)內(nèi)源性病毒元素只是由幾個基因組成的小基因組區(qū)域。但11月18日發(fā)表在《自然》上的新研究發(fā)現(xiàn)，有些巨型病毒的基因組可以完整地嵌入到宿主的基因組中，而非像其他病毒那樣引入小的DNA片段，從而為宿主的基因組貢獻大量堿基對，這拓寬了人們對病毒塑造真核生物進化方式的理解。
巨型病毒往往比一般病毒大10倍左右，自2003年被發(fā)現(xiàn)以來，它們已經(jīng)挑戰(zhàn)了病毒學的傳統(tǒng)觀念。除了它們異常龐大的體積外，它們的基因組有時還包括來自細菌和真核生物的遺傳貢獻，包括代謝基因。正因為如此，在基因組水平上，它們不一定看起來像病毒。
研究人員在十幾個宿主基因組內(nèi)發(fā)現(xiàn)了18個巨型內(nèi)源性病毒元素的例子。其中在兩個樣本中，整個病毒基因組似乎已經(jīng)跳入浮游植物基因組中，占宿主基因的10%之多。總體而言，這些GEVEs貢獻了78到1782個基因。
研究提示我們，巨型病毒的這種整合可能比以前認為的更為普遍，這些病毒很可能是真核生物中遺傳多樣性的一個未被重視的來源。
未來可能涉及到更廣泛地在生命樹上尋找這類跳躍方式，并研究這些引入的病毒基因是否會給宿主帶來功能上的變化，及影響宿主進化。
病毒馴化器
是什么在幫助人體馴化病毒？研究發(fā)現(xiàn)是一種被稱為KRAB鋅指蛋白的特殊沉默分子，它能抓住基因組中的病毒序列并將其固定在適當位置。
目前在人類基因組中發(fā)現(xiàn)了超過300種不同的KRABZFPs，其中每種似乎都傾向于使用不同的病毒來源的DNA靶標。這些KRABZFPs可以被視為這些內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒的“殺手”，但是它們實際上更是這些元素的開發(fā)者，使生物體能夠利用這些病毒序列，把它們變成對宿主有益的東西。這會使基因組重新洗牌，產(chǎn)生新的遺傳變異，為自然選擇提供豐富的素材。
到底是敵是友？
通過上述研究會發(fā)現(xiàn)，我們基因組中的病毒在進化過程中會給我們帶來了巨大的好處。但這并不意味著感染病毒單純是好事，因為已有大量的實例告訴我們，感染病毒導致的死亡數(shù)不勝數(shù)，包括現(xiàn)今的新冠大流行。
而越來越多的證據(jù)也表明，跳躍的轉(zhuǎn)座子會導致癌細胞內(nèi)部基因混亂。還有研究證明，腦細胞是重新激活跳躍基因的特別好的環(huán)境，可能會增加神經(jīng)細胞的多樣性并增強我們的腦力，但也有可能造成與衰老有關(guān)的記憶問題和精神分裂癥等疾病。
那么，我們DNA內(nèi)的這些病毒到底是我們的朋友還是敵人呢？答案是亦敵亦友。
把它們稱為敵人，是因為在人類個體壽命的作用中，它們很可能會產(chǎn)生負面影響，因此在短期內(nèi)，它們是我們的敵人。但另一方面，如果跨越時間來看，這些元素是一種強大的進化力量，使人體更適應環(huán)境變化，在這種情況下，它們絕對是人類的朋友。
今天感染人類的病毒，比如HIV，也許也會對我們未來的進化產(chǎn)生影響，但可能要等到很多代之后，我們在回頭時才會發(fā)現(xiàn)，這個進化已經(jīng)發(fā)生了。
參考文獻：
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美國新冠疫情出現(xiàn)多個新特征，你認為這是病毒變異的征兆嗎？

我認為很有可能是病毒變異的征兆。

因為部分病毒本身就具有很強的變異性，而且這種新型的病毒我們本來對它就了解的很少，甚至還有一些方面我們正處于盲區(qū)。因此對于對于這種病毒的變異性，我們應該持有很大的懷疑。

其次因為病毒的結(jié)構(gòu)簡單不是RNA就是DNA這就導致了它的不穩(wěn)定性，很多化學甚至物理原因都能導致它產(chǎn)生基因突變，化學可能你以為離我們很遠，實則不是，它就在我們的生活中，無論是調(diào)料、零食、還是洗衣液，它們都包含著各種鹽、堿和酸，它們對于人體或許沒有害處，但它們極有可能誘導病毒基因突變。

在美國病毒爆發(fā)初期，美國聯(lián)邦政府并沒有采取強有力的措施來應對這場疫情，從而給這場病毒更為徹底的爆發(fā)創(chuàng)造了一個有利的條件，使它更為廣泛的傳播，這就造成一個極大的病毒交匯區(qū)，幾乎覆蓋了整個美國，而且新冠型病毒在不同人身上的潛伏期不同，長的能長達14天，這就給了病毒一個極長的繁殖時期。而從病毒被發(fā)現(xiàn)的那一天起，距今已有近8個月了，在這個時間內(nèi)病毒足以發(fā)生多次變異。甚至至今美國境內(nèi)還有近200多萬病患者，累計患者多達600多萬，這樣一個龐大的群體給了基因突變提供了條件基礎，讓它能夠無限制的分裂從而產(chǎn)生變異基因。

時間、環(huán)境、數(shù)目，病毒的變異基本條件已經(jīng)滿足，我們沒有任何理由來忽略病毒的變異的可能性，因為對于它的不夠了解，我們也不能對于它的變異說法持有肯定態(tài)度，當然也不能忽略它變異的可能性。

我認為對于一個新病毒的產(chǎn)生，每個國家都因采取重視的態(tài)度，及時將其扼殺于初期，避免帶來不必要的損失。

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