逆转录病毒可能在大约五十亿年前进化而来，这使得这个 在医学上 和经济上都非常重要的病毒群比科学家之前认为的要老五倍。
这项发现基于1月10日发表在《自然·通讯》上的一项分析，表明逆转录病毒与它们的脊椎动物宿主一起从海洋迁徙到陆地。研究人员使用新的数学技术来计算一类古老的逆转录病毒（称为 泡沫病毒）的年龄，这类病毒感染的物种从狐猴到鱼类不等，他们推断出逆转录病毒最早在4.6亿至5.5亿年前进化而来。
“这些病毒与脊椎动物本身一样古老，比我们所知的任何其他病毒都古老，”英国牛津大学古病毒学家、研究合著者 Aris Katzourakis 说。
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直到现在，科学家们还没有工具来计算如此古老的病毒的年龄，因为病毒基因中自然积累的突变掩盖了微生物的早期历史。
“你可以在短时间内看到逆转录病毒的快速进化，但这是它们已经存在数亿年的新证据，”亚利桑那大学图森分校的进化病毒学家 Michael Worobey 说。“我们正面临着确定它们年龄的能力的极限。”
回到过去
许多病毒将其基因组的副本插入到宿主的 DNA 中，而逆转录病毒尤其擅长这样做。如果宿主将病毒基因组传递给它们的后代，那么病毒实际上就成为了动物遗传密码的一部分，并且可以随着时间的推移而传递下去。科学家们已经对越来越多的动物基因组进行了测序，发现了越来越多的这类逆转录病毒。大约 8% 的 人类基因组由逆转录病毒元件组成，尽管随机突变已使其中许多元件失去活性。
Katzourakis 此前已确定逆转录病毒 感染哺乳动物 至少已有 1 亿年，2012 年发表的一项研究暗示它们可能更古老。为了解决这个问题，他转向了泡沫病毒。泡沫病毒因其能够使受感染的培养细胞看起来像浸泡在泡泡浴中而得名，它们感染来自非常不同谱系的动物。这使得这些病毒成为研究逆转录病毒古代史的理想选择，因为可以通过动物宿主基因组中病毒基因的痕迹，在多个动物群体中研究它们的历史。
通常，科学家通过使用突变率来计算两个生物体最后一次共享共同祖先的时间，从而构建进化树。突变越多，两个物种分歧的时间就越长。但是，当 Katzourakis 尝试对来自 36 个爬行动物和两栖动物谱系的泡沫病毒序列进行此操作时，他遇到了障碍，这些谱系的祖先可能是最早感染逆转录病毒的动物。
追踪突变
当科学家们研究较长时间跨度的病毒进化时，他们注意到，他们一直用来计算突变率的数学公式使得病毒进化看起来好像已经减慢了速度。实际上，病毒在任何时间段内的进化速度都大致相同。因此，Katzourakis 创建了一个数学公式，帮助他解释病毒基因在远古时期的进化速率的这种明显差异。这项分析使 Katzourakis 和他的合著者、牛津大学古病毒学家 Pakorn Aiewsakun 能够将逆转录病毒的年龄追溯到动物从海洋出现到陆地的时候。
华盛顿州西雅图市弗雷德·哈钦森癌症研究中心的逆转录病毒学家 Michael Emerman 说，理解锁定在动物基因组中的逆转录病毒对于理解病毒的进化以及脊椎动物的进化至关重要。
比较不同物种基因组中的各种病毒，可以让研究人员更多地了解新物种何时出现。“这是一篇非常好的论文，它利用了几乎每种动物都有逆转录病毒这一事实，以及它们的进化与这些病毒一起发生，”他说。“在不考虑病原体进化的情况下，你无法考虑物种的进化。”
本文经许可转载，于 2016 年 1 月 10 日首次发布。