越发展越致命:考古遗址中的DNA揭示了鸡病毒的进化飞跃

越发展越致命:考古遗址中的DNA揭示了鸡病毒的进化飞跃 由考古学家和生物学家组成的研究小组从过去1000年的考古鸡身上恢复并重建了古老的MDV序列。通过比较来自现代鸟类和古代鸟类的病毒基因组,他们确定了导致现代病毒毒力增强的基因改变。根据古老的基因序列,他们还能够利用细胞测定法复活古老的生物过程,证明古老的菌株比现代的菌株要温和得多。这一突破不仅揭示了 MDV 的进化史,而且有望开发出更有效的疗法来防治这种毁灭性的家禽疾病。这项新研究基于从欧洲和近东 140 个考古遗址中发掘出的鸡骨中分离出的 DNA。这些古老的基因组显示,MDV 在 1907 年首次被描述之前至少 1000 年就已在欧洲鸡群中广泛传播。这凸显了保存考古遗迹的重要性,尤其是考虑到它们能够揭示病毒性进化的宝贵信息。马雷克氏病病毒颗粒在受感染细胞核中复制的电子显微镜图像。图片来源:皮尔布莱特研究所生物成像小组最初描述这种疾病时,老鸡只出现轻微症状。随着 20 世纪 50 和 60 年代鸡肉消费量的急剧增加,MDV 不断演变,尽管已开发出多种疫苗,但其侵袭性却越来越强。第一作者 Steven Fiddaman 博士(牛津大学生物学系)说:"我们的发现不仅揭开了马雷克氏病病毒的进化史,还为加深我们目前对病原体毒力的理解奠定了基础。通过将古老的DNA技术与现代基因组学相结合,我们打开了一扇了解过去的窗口,可以指导未来管理病毒性疾病的策略。"这项研究的首席考古学家纳奥米-赛克斯教授(埃克塞特大学)说:"这项研究强调了保存在考古学和博物馆藏品中的生物材料的深远意义,因为我们无法预见对它们的研究在未来会有怎样的变革性应用。"该研究的共同第一作者劳伦特-弗朗茨教授(慕尼黑大学)说:"我们的工作彰显了跨学科合作的力量,将古遗传学家、病毒学家、考古学家和生物学家聚集在一起,揭开了一种对经济和农业具有重大影响的病原体的复杂进化史。"共同第一作者格雷格-拉森教授(牛津大学)评论说:"我们已经看到,减轻疾病往往会产生一种选择压力,从而增强病毒的毒性。通过对古老病毒基因组的测序,我们能够观察到这一过程的发生,这表明在过去的一个世纪中,MDV的毒力有了多么显著的提高。"共同第一作者阿德里安-史密斯教授(牛津大学生物学系)说:"古DNA为我们提供了一个独特的视角,让我们了解MDV作为一种致命的鸡病毒的出现,并可能为我们提供适用于控制其他具有医学和兽医学重要性的病毒感染的经验教训。"皮尔布莱特研究所荣誉科学家 Venugopal Nair 教授说:"这篇论文中关于毒力起源的发现,尤其是与古老的马立克氏病病毒基因序列相关的发现,将为探索这种病毒毒力增强的分子机制提供巨大的科学机遇,而这种病毒的毒力增强恰好与 20 世纪 60 年代以来家禽养殖业的强化相吻合"。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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考古遗址上发现的榛子壳可以记录采集时的环境 揭示我们祖先生活的世界 考古学家采集土壤中的花粉样本,以了解遗址植被的变化:这是作者分析榛子壳的辅助技术。图片来源:Nils Forshed考古学家研究古代遗址中榛子的碳同位素值,以了解当地树林的特征。《环境考古学前沿》(Frontiers in Environmental Archaeology)一文的第一作者、牛津大学的艾米-斯泰林(Amy Styring)博士说:"通过分析从瑞典南部考古遗址(从中石器时代的狩猎采集者营地到北欧最大、最丰富的铁器时代定居点之一)中发现的榛子中的碳,我们发现榛子是从逐渐开放的环境中收获的。"几千年来,北欧的人类一直将榛子树作为材料和食物的来源。对于在中石器时代和新石器时代遗址中采集数百枚榛子的人们来说,榛子是一种宝贵的资源。文章的资深作者、瑞典隆德大学的 Karl Ljung 博士说:"坚果是一种极好的能量和蛋白质来源,可以长期储存,整粒或磨碎后食用。果壳也可以用作燃料"。与所有植物一样,榛树也含有碳,碳以不同的形式存在,即同位素。不同碳同位素的比例受叶片细胞和周围环境中二氧化碳浓度比例的影响而改变。在榛树等植物中,这一比例受阳光和水分供应的影响很大;在瑞典等不缺水的地方,阳光对这一比例的影响更大。在争夺阳光的其他树木较少、光合作用率较高的地方,榛树的碳同位素值会更高。Ljung 解释说:"这意味着,在考古遗址上发现的榛子壳可以记录采集时的开放环境。这反过来又告诉我们更多关于当时人们觅食的栖息地的信息。"收集信息为了测试考古样本中是否存在这种影响,科学家们从瑞典南部三个地点不同光照度下生长的树木上采集了榛子,并分析了其碳同位素值的变化以及这些值与树木所处光照度之间的关系。然后,他们研究了同样在瑞典南部考古遗址中发现的榛子壳的碳同位素值。他们从四个中石器时代遗址和十一个从新石器时代到铁器时代的遗址中选择了贝壳碎片,其中一些遗址曾在不止一个时期被人占据。利用参考值和考古结果,考古学家建立了一个模型,将榛子样本归入三个类别之一:封闭、开放和半开放。由于单个榛子的碳同位素自然会与生长在类似环境中的其他榛子的碳同位素略有不同,因此科学家们使用了每个遗址的多个样本,并评估了生长在封闭或开放环境中的榛子的比例。增长变化科学家们发现,中石器时代的坚果是从较为封闭的环境中采集的,而近代的坚果则是在较为开阔的环境中采集的。到了铁器时代,为这项研究采集榛子样本的大多数人都是从开阔地而不是林地采集坚果的,他们的微生境已经完全改变,这与花粉分析得出的环境重建结果是一致的,但在花粉记录稀少的地方,同位素分析可以用来直观地描述当地环境。Styring说:"我们的研究为将环境变化与人类的觅食活动直接联系起来并重建他们所利用的微生境提供了新的可能性。我们希望直接对更多考古遗址和环境中的榛子壳进行放射性碳年代测定和碳同位素测量。这将更详细地了解过去的林地和景观,有助于考古学家更好地理解人类对环境的影响,或许还能帮助我们以不同的方式思考今天林地的使用和变化。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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科学家关注蝙蝠群聚交换免疫基因带来病毒耐受性的进化的现象 德克萨斯农工大学兽医与生物医学科学学院(VMBS)的 Nicole Foley 博士说:"了解蝙蝠是如何进化出病毒耐受力的,可能有助于我们了解人类如何才能更好地对抗新出现的疾病。作为基因组学家,我们的工作常常为直接研究病毒传播的科学家的研究奠定基础。他们可能正在开发疾病疫苗或监测易感动物种群。我们相互依赖,才能在下一次大流行中保持领先。"一只正在捕食的鼠耳蝠。图片来源:Nicole Foley 博士/德克萨斯农工大学兽医与生物医学学院由于蝙蝠通常对其携带的疾病具有免疫力,福里和兽医综合生物科学系教授比尔-墨菲博士认为,研究蝙蝠的疾病免疫力可能是预防下一次全球大流行的关键。福里说:"由于 COVID-19 大流行,预测和预防疫情爆发成为研究人员和公众的首要任务。有几种蝙蝠对危害人类健康的病毒有耐受性,这意味着它们会成为疾病的贮藏库它们携带病毒,但关键是它们不会出现症状"。长耳鼠耳蝠。图片来源:Nicole Foley 博士/德克萨斯农工大学兽医与生物医学科学学院为了准确揭示蝙蝠是如何进化出对这些致命病毒的耐受力,弗利、墨菲和他们的国际研究伙伴绘制了蝙蝠的进化树图,他们知道这对于试图确定哪些基因可能参与其中至关重要。"鼠耳蝠是哺乳动物中的第二大属,有 140 多个物种,"她说。"它们几乎遍布世界各地,并寄生着多种多样的病毒。鼠耳蝠和其他蝙蝠物种在交配期间也有成群行为,这给弄清物种间的关系增加了困难。"在一起栖息的长耳鼠耳蝠。图片来源:Nicole Foley 博士/德克萨斯农工大学兽医与生物医学学院Foley 说:"你可以把群体行为想象成社交聚会;这里有大量的飞行活动、更多的交流和物种间的交融,对蝙蝠来说,这和去夜总会没什么两样。"让研究人员感到复杂的是,蝙蝠群会产生更多的杂交种父母来自不同物种的个体蝙蝠。Foley 说:"鼠耳蝠的问题在于种类繁多,大约有 130 种,但它们看起来都非常相似。很难将它们彼此区分开来,而杂交则使区分变得更加困难。如果我们想弄清楚这些蝙蝠是如何进化的,从而了解它们的疾病免疫力,那么能够分辨出谁是谁就非常重要了。"长耳鼠耳蝠。图片来源:Nicole Foley 博士/德克萨斯农工大学兽医与生物医学科学学院有鉴于此,为了绘制出鼠耳蝠之间的真实关系图,弗利和墨菲首先解开了杂交的遗传密码,这样他们就能更清楚地分辨出哪些物种是鼠耳蝠。她解释说:"我们与爱尔兰、法国和瑞士的研究人员合作,对60种蝙蝠的基因组进行了测序。这使我们能够弄清DNA中哪些部分代表了物种的真实进化史,哪些部分是杂交产生的。"解决了这部分难题后,研究人员终于能够更仔细地研究遗传密码,看看它如何可能揭示疾病免疫。他们发现,免疫基因是蜂拥时物种间最频繁交换的一些基因。"对于研究人员来说,群聚行为一直是个谜,"Foley 说。"现在我们对这种特殊行为进化的原因有了更好的理解也许是为了促进杂交,这有助于在整个种群中更广泛地传播有益的免疫基因变体。"Nicole Foley 博士和 William Murphy 博士。资料来源:德克萨斯农工大学兽医和生物医学科学学院Foley 和 Murphy 的发现为我们提出了关于杂交在进化中的重要性的新问题。Foley指出:"杂交在我们的发现中所起的作用比我们预想的要大得多。这些结果让我们不禁要问,迄今为止,杂交在多大程度上掩盖了基因组学家对哺乳动物进化史的了解。现在,我们希望找出哺乳动物之间发生杂交的其他情况,看看我们能了解它们之间的关系,甚至基因组是如何以及为什么会以这种方式组织起来的。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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