对疟原虫逆转录本的全面计算分析揭示了其在与病毒毒性相关的功能中的潜在作用

《Genetica》：Comprehensive computational insights into Plasmodium retrocopies reveals potential roles in virulence-associated functions

本研究系统分析23种致病性疟原虫基因组中的回文拷贝，发现其与宿主交互、免疫逃逸等关键毒力途径相关，并揭示其在灵长类感染谱系中的动态扩张，为理解基因组可塑性机制提供新证据。

　　

摘要

逆转录拷贝是其他基因经过逆转录处理后形成的拷贝，它们会随机整合到基因组中。这些拷贝曾被认为是基因组中的“垃圾”，但新的证据表明，它们参与了新基因的进化，并可能有助于生物体适应环境和生活方式的改变。然而，逆转录拷贝在疟原虫寄生虫毒力形成中的作用仍很大程度上未被探索。本研究系统地分析了23个疟原虫致病基因组中的逆转录拷贝，以阐明它们的进化起源、功能重要性以及它们对毒力出现的潜在贡献。通过严格的计算框架，我们识别出724个具有典型逆转录特征的高置信度逆转录拷贝。这些逆转录拷贝在纯化选择下通常保持完整，并且在红细胞内阶段常常表现出可检测的转录活动；其中一部分拷贝的FPKM值（基于RNA-seq数据）与其亲本基因相当或更高，尤其是在与宿主相互作用和免疫逃避相关的PPIase、PIR和肌动蛋白相关基因家族中。领域（Domain）、GO（Gene Ontology）和KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）富集分析表明，逆转录拷贝与细胞黏附、染色质重塑、应激反应和细胞骨架组织等过程密切相关，并且逆转录作用以特定于谱系和宿主的方式促进了致病基因家族的扩展和多样化。祖先状态重建显示，逆转录拷贝的存在具有间歇性特征，特别是在感染灵长类动物的谱系中存在显著的扩增现象。研究结果表明，疟原虫中的逆转录拷贝分布广泛、进化动态性强，并且与关键的毒力相关通路具有功能关联，而不仅仅是惰性的基因组副产物。本研究强调了逆转录作为疟原虫基因组可塑性的一种未被充分认识的机制，并为未来的功能研究提供了框架。

图形摘要