人类基因组并非完全是人类的。
事实上，我们 DNA 的约 8% 源于病毒，是数百万年前古代入侵的残余。通过感染精子和卵子，病毒 DNA 进入了种系 DNA——传递给后代的遗传信息——并留存了下来。
研究人员可以找到这些片段并研究它们的作用。但是，由于这些片段在很久以前就侵入了我们的 DNA，科学家们一直无法在自然界中观察到这个过程的展开——并了解基因组是如何对抗这种渗透的。
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马萨诸塞大学医学院的遗传学家威廉·瑟考夫说：“这是一个罕见的事件，所以基本上，它从未被直接研究过，当然在哺乳动物中也没有。”
“这就是考拉的用武之地。”
考拉逆转录病毒（KoRV） 一直在 澳大利亚从北到南的考拉种群中传播。它像其他类型的病毒一样在动物之间传播——称为水平传播——但它也开始悄悄地进入种系。现在出生的考拉，其基因组中已经整合了病毒——垂直传播。
这种病毒使考拉容易感染和患上癌症。但也为科学家提供了一个研究病毒从外源（外部）到内源（内置于基因组）转变过程的机会，这个过程在人类身上已经数十万年没有发生过了。这就像一个有袋动物启用的时间机器。
康奈尔大学分子生物学和遗传学教授塞德里克·费斯科特说：“考拉提供了这个理想的系统，因为这是在野外、在自然界中非常壮观的入侵。” “这种例子相对较少。”
在 一篇新论文中，瑟考夫和同事报告了一种似乎是初始的免疫样反应，细胞部署这种反应来识别病毒是外来的，并试图阻止它们增殖。鉴于病毒确实进入了基因组，这种方法并不总是有效。但是研究人员描述的系统通过区分外来物与自身的不同之处来发挥作用，并试图阻止它。
瑟考夫说：“我们认为我们偶然发现了这种先天识别反应。”
这项研究于周四发表在《细胞》杂志上，依赖于来自两只感染了 KoRV 的野生考拉的样本——睾丸、肝脏和大脑。
未参与这项研究的研究人员表示，这项研究突出了一个重要的假设，但所描述的系统并不能完全解释细胞如何区分来自病毒的基因和来自自身的基因。
费斯科特说：“他们为这个谜题带来了一块新的拼图。” “这个谜题尚未完成。”
像 KoRV 这样的逆转录病毒通过将其基因组插入受感染细胞的 DNA 中进行复制。（HIV 是最著名的逆转录病毒的例子。）如果它们感染生殖细胞，它们嵌入的 DNA 就是种系，病毒 DNA 可能会搭上便车进入后代。
一般来说，一旦病毒 DNA 在动物的基因组中定居下来，随着时间的推移，它会发生突变并失去其感染能力。
马萨诸塞大学医学院的计算生物学家翁志平说：“这几乎就像碳年代测定法。”翁志平与瑟考夫一起是该论文的资深作者。“你可以判断这些序列很老，因为它们拾取了很多缺陷片段，所以它们不起作用。”
即使经过数百万年的病毒 DNA 片段的传递和突变，它们有时仍然可以表达并产生蛋白质。它们偶尔在进化中发挥关键作用：例如，内源性逆转录病毒帮助推动了哺乳动物胎盘的发育。
然而，一般来说，动物基因组拥有抑制病毒基因表达的工具。瑟考夫说，如果这是一种对病毒 DNA 入侵的二级免疫反应——一种专门抑制某些基因的反应——那么新论文中描述的系统就像一种主要的、更广泛的防御。
瑟考夫将它比作免疫系统在你感染病毒时（比如流感）的反应方式。身体识别出让你生病的流感病毒株，并开始制造旨在消灭该特定病毒的抗体——这称为适应性免疫。
但是，存在一种初始的、先天的反应，其中免疫系统将病毒识别为某种普遍外来的东西——与宿主不同——并试图抵御它。它不如适应性免疫那样强大或精确，但它可以帮助争取时间，因为适应性免疫会对特定的入侵者进行分类并加强抗体。
瑟考夫说：“事实证明，基因组基本上具有与一般免疫反应相同的两阶段系统。”
根据新的研究，当病毒在细胞中泄露其存在时，这种先天基因组系统就会启动。当基因表达时，会产生一段带有蛋白质制造指令的 RNA。在这个过程中，将蛋白质组装在一起不需要的遗传片段会被切除或剪接。然而，病毒会产生一段未剪接的 RNA。新论文表明，这就像躲猫猫游戏中的电话铃声：未剪接的序列会提醒细胞存在目标。细胞反过来试图阻止病毒复制。
塔夫茨大学的病毒学家约翰·科芬没有参与这项研究，他说他想知道生殖细胞的反应是否是身体更广泛的免疫反应的一部分，以识别病原体——遗传斗争是身体努力抵御感染的一个方面。他说，从进化的角度来看，这更有意义。
费斯科特指出，一些宿主基因也未剪接，或以其他方式剪接。这意味着论文中描述的系统必须有其他方法来区分宿主基因和外来基因。
他说：“仅靠剪接是不够的——肯定还有其他因素在起作用，”他补充说，这篇论文“使我们离弄清楚”整个过程“更近了一步”。
对于他们未来的研究，瑟考夫和翁希望以更详细的方式了解细胞如何识别病毒 DNA。他们还在尝试更好地了解病毒如何逃避免疫防御，并在我们的基因组中找到新的家园。