"宿主體內有很多基因可能初來(lái)自病毒，這件事聽(tīng)起來(lái)實(shí)在是太詭異了。我們通常認為基因組是人類(lèi)本源的身份特征。細菌基因組中絕大多數DNA就是病毒引入的，人們也思考過(guò)類(lèi)似的問(wèn)題—細菌到底有沒(méi)有自己明確而獨立的身份，還是只是一個(gè)拼接怪物，就像科幻故事里弗蘭肯斯坦造的怪人一樣。
以前，我們并不會(huì )覺(jué)得這個(gè)問(wèn)題和人類(lèi)有關(guān)系，它更像是微生物才會(huì )面對的問(wèn)題，只有這些“低等”的生物基因組里會(huì )有一些病毒基因，看起來(lái)也是偶然混進(jìn)去的。然而現在，我們再也不能這樣自我安慰了。審視一下人類(lèi)基因組，里面有大量病毒基因的痕跡，數量成千上萬(wàn)。
認識到這一點(diǎn)還得感謝鹿角兔。鹿角兔本是一個(gè)民間傳說(shuō)，卻給醫學(xué)研究提供了重要線(xiàn)索，眾多病毒學(xué)家對其追根溯源，竟做出病毒致癌的重要發(fā)現。20世紀60年代，人們深入研究的致癌病毒之一，是禽白血病病毒。當時(shí)，這種病毒席卷了所有養雞場(chǎng)，威脅著(zhù)整個(gè)家禽行業(yè)。禽白血病病毒是一種逆轉錄病毒，逆轉錄病毒能把遺傳物質(zhì)插入宿主細胞的DNA中。宿主細胞分裂的時(shí)候，會(huì )同時(shí)復制細胞和病毒的DNA。在特定的條件下，細胞會(huì )被迫生產(chǎn)出大量新病毒—先合成病毒的基因和蛋白質(zhì)外殼，接著(zhù)把病毒從細胞里釋放出去，進(jìn)一步感染其他細胞。如果逆轉錄病毒的遺傳物質(zhì)不小心插到了錯的地方，就有可能讓宿主細胞發(fā)生癌變。逆轉錄病毒帶有一些特殊的基因“開(kāi)關(guān)”，這些開(kāi)關(guān)能作用于宿主細胞，讓插入位置附近的基因開(kāi)始合成蛋白質(zhì)。有時(shí)候這些開(kāi)關(guān)會(huì )打開(kāi)一些本來(lái)應該關(guān)閉的宿主基因，這就會(huì )導致癌癥。
禽白血病病毒是一種非常奇怪的逆轉錄病毒。以前，科學(xué)家檢測病毒的方法是從雞的血液里尋找屬于病毒的蛋白質(zhì)。有時(shí)候他們甚至能在從沒(méi)得過(guò)癌癥的健康雞只的血液中找到禽白血病病毒的蛋白質(zhì)。更奇怪的是，攜帶病毒蛋白質(zhì)的健康母雞生下的小雞也是健康的，但同時(shí)也攜帶這種蛋白質(zhì)。
當時(shí)在華盛頓大學(xué)工作的病毒學(xué)家羅賓·韋斯（RobinWeiss）猜測，病毒或許已經(jīng)成為了雞DNA中永恒且無(wú)害的一部分。他和同事們從健康雞只身上取了一些細胞，用能引發(fā)突變的化學(xué)物質(zhì)和輻照來(lái)處理這些細胞，想看看能不能把病毒從它的藏匿之處給逼出來(lái)。正如他們所料，突變的細胞果然釋放出禽白血病病毒。也就是說(shuō)，這些健康的雞并不是單純在一些細胞中感染上了禽白血病病毒，事實(shí)上，制造病毒的遺傳指令已經(jīng)嵌入它們所有的細胞之中，并隨著(zhù)分裂和增殖傳遞給后代。
這些“私藏”病毒的雞并不是什么奇怪的品種。韋斯和其他科學(xué)家開(kāi)展了更多的研究，在若干品系里都發(fā)現了禽白血病病毒。一個(gè)直觀(guān)的推論是，這種病毒或許是雞DNA中由來(lái)已久的一分子。那么，這種病毒到底是在什么時(shí)候感染了雞的祖先呢？韋斯和他的同事們將目光鎖定在馬來(lái)西亞叢林。他們從那里抓了一些紅原雞，這是和家雞親緣關(guān)系近的野生物種。韋斯發(fā)現紅原雞攜帶著(zhù)同樣的病毒。然而在后來(lái)的探索中，在原雞其他種個(gè)體的基因組中，韋斯卻沒(méi)有找到病毒的蹤影。
科學(xué)家逐漸歸納出一個(gè)相對合理的假說(shuō)，可以解釋病毒是怎么整合到雞的基因組去的。原來(lái)，在幾千年前，病毒感染了家雞和紅原雞的共同祖先。它入侵宿主細胞后，開(kāi)始自我復制，繼而去感染其他個(gè)體。病毒所到之處，基本上都引發(fā)了腫瘤。但在其中至少一只身上卻發(fā)生了不尋常的事。這只雞祖先不僅沒(méi)有得癌癥，它的免疫系統反而把病毒制服了。病毒就這樣在它體內無(wú)聲地擴散，終移動(dòng)到雞的性器官。這只雞祖先交配之后，受精卵的DNA里就自然含有病毒的DNA。
這個(gè)受精卵隨后會(huì )發(fā)育成胚胎。胚胎的所有細胞初都是由這個(gè)受精卵發(fā)育而來(lái)的，所以胚胎中所有細胞里都應該含有病毒DNA。后，破殼而出的小雞就成了一個(gè)雞和病毒的“嵌合體”。嵌合體小雞長(cháng)大，有了自己的后代，后代的基因組中同樣藏著(zhù)禽白血病病毒的DNA。就這樣，病毒在數千年的時(shí)間里一代代無(wú)聲地傳遞。但在特定的情況下，病毒會(huì )被重新激活，產(chǎn)生腫瘤，并擴散到其他宿主身上。
科學(xué)家還發(fā)現，這種病毒自成一類(lèi)?？茖W(xué)家稱(chēng)其為內源性逆轉錄病毒—“內源性”的意思是說(shuō)，它們是從生物內部產(chǎn)生出來(lái)的?？茖W(xué)家很快從其他動(dòng)物身上發(fā)現了更多內源性逆轉錄病毒。事實(shí)上，這類(lèi)病毒潛伏在幾乎所有重要的脊椎動(dòng)物類(lèi)群里，從魚(yú)類(lèi)、爬行動(dòng)物到哺乳動(dòng)物的基因組中，都能找到它們的痕跡。一些近發(fā)現的內源性逆轉錄病毒，如同禽白血病病毒一樣會(huì )致癌，但同時(shí)也有很多對宿主完全沒(méi)有影響—因為這些病毒又出現了額外的突變，讓它們沒(méi)法利用宿主細胞制造新病毒。不過(guò)，這些因為“殘疾”而禁錮了腳步的病毒仍然有可能再重新插入宿主的基因組，重新開(kāi)始復制自己的基因。還有些內源性逆轉錄病毒實(shí)在被突變搞得過(guò)于支離破碎，無(wú)法再發(fā)揮任何威力，淪為宿主基因組里一件小小的行李，從一代傳遞到下一代。
科學(xué)家一般認為人類(lèi)基因組中沒(méi)有活躍的內源性逆轉錄病毒。但在法國維勒瑞夫（猶太城）的古斯塔夫·魯西癌癥研究中心（GustaveRoussy Institute） ，研究人員蒂里·海德曼（ThierryHeidmann）和同事卻找到了讓這些靜默的病毒重新活化的方法。當時(shí)，海德曼正在研究一種內源性逆轉錄病毒，他注意到，這種病毒在不同人中有不同的版本。而這些個(gè)體差異大概是在逆轉錄病毒整合到人類(lèi)祖先基因組里之后產(chǎn)生的。隨著(zhù)人類(lèi)的繁衍，病毒基因的不同部分相繼出現了不同的突變。
海德曼和他的同事們比較了病毒相關(guān)序列的不同變異類(lèi)型。這個(gè)過(guò)程就像在研究莎士比亞劇本的四個(gè)版本，每個(gè)版本都是粗心的文職人員抄寫(xiě)的。每個(gè)人犯的錯誤各不相同，同一個(gè)詞就可能抄成四種樣子。比如逆轉錄病讀、擬轉錄病毒、逆轉鹿病毒、逆轉錄兵毒……通過(guò)比較四個(gè)版本，歷史學(xué)家就能推斷出原來(lái)的詞是“逆轉錄病毒”。
用這種方法，海德曼和他的同事們就能用人體中現存各種各樣突變版本的序列，來(lái)確定初的DNA序列，再參照算出的序列合成相應的DNA，并插入到培養的人類(lèi)細胞中。被感染的一部分細胞真的生產(chǎn)出了很多病毒，還能再去感染其他細胞。換句話(huà)說(shuō)，起初的這段DNA的確是能感染細胞的活病毒。2006年，海德曼將這種病毒命名為“不死鳥(niǎo)”（Phoenix），取其寓意，這種病毒就像從灰燼中重生的神秘鳳凰一樣，可以起死回生。
不死鳥(niǎo)病毒可能是在距今不到100萬(wàn)年的時(shí)間里感染了我們的祖先。而我們身體里也有一些病毒比這還要古老。我們是怎么知道的呢？科學(xué)家發(fā)現了一些同時(shí)存在于人類(lèi)和其他物種基因組中的病毒，說(shuō)明它們是在人類(lèi)和這些生物在演化上分道揚鑣前就進(jìn)入了我們共同祖先的基因組。比如倫敦帝國學(xué)院的病毒學(xué)家亞當·李（AdamLee）和他的同事就在人體內發(fā)現了一種名為ERV-L的內源性逆轉錄病毒，同時(shí)他們也在許多其他物種中發(fā)現了同樣的病毒，這其中不乏馬和食蟻獸這樣和人差別巨大的生物?？茖W(xué)家畫(huà)出的病毒演化樹(shù)同它們宿主的演化樹(shù)完美重合?？磥?lái)這種內源性逆轉錄病毒似乎在距今1億年前感染了有胎盤(pán)類(lèi)哺乳動(dòng)物的共同祖先，之后隨著(zhù)這一支哺乳動(dòng)物演化至今，成為了犰狳、大象、海牛也包括我們人類(lèi)體內的常駐客。
內源性逆轉錄病毒整合到宿主基因組中之后，仍然可以復制自身的DNA，并重新插入宿主基因組。上百萬(wàn)年來(lái)，內源性逆轉錄病毒一直在反復不斷地入侵我們的基因組，日積月累，到今天已經(jīng)數量驚人。我們每個(gè)人的基因組中攜帶了近10萬(wàn)個(gè)內源性逆轉錄病毒的DNA片段，占到人類(lèi)DNA總量的8%。反過(guò)來(lái)看，人類(lèi)基因組中2萬(wàn)個(gè)負責蛋白質(zhì)編碼的基因，也只不過(guò)占到1.2%而已?？茖W(xué)家對人類(lèi)基因組里其他被同步復制且會(huì )重新插入的DNA小片段進(jìn)行了整理，這些DNA片段的數量高達數百萬(wàn)個(gè)。他們推測這些片段中很多可能也是從內源性逆轉錄病毒演變而來(lái)。這些入侵者經(jīng)過(guò)數百萬(wàn)年的演化，已經(jīng)被剝奪了大量的DNA，只剩下自我復制的關(guān)鍵基因。換句話(huà)說(shuō)，我們的基因組中簡(jiǎn)直病毒泛濫。"
