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近日，中國科學院武漢病毒研究所王曼麗/胡志紅研究員團隊在國際知名學術期刊Nature Communications上發表了題為“Discovery of novel non-retroviral endogenous viral elements reveals their long-term integration history in spiders”的研究論文。該研究利用蛋白質結構預測與同源搜索等創新方法，在蜘蛛基因組中發現了一類廣泛存在的、源自節肢動物大DNA病毒（Nuclear arthropod large DNA virus ，NALDV）的非逆轉錄內源性病毒元件（non-retroviral endogenous viral elements ，nrEVEs）。這一發現拓展了我們對節肢動物中NALDV的分布和進化歷史的認識。
節肢動物是地球上種類最為豐富的動物類群，包括昆蟲、甲殼類動物、鱟、蝎子、蜘蛛等。NALDVs是一類以桿狀病毒為代表的主要感染節肢動物的大DNA病毒。已有研究表明，NALDVs能夠在宿主基因組中發生廣泛的整合并形成nrEVEs。然而，此前尚未在蜘蛛中發現任何相關的病毒或nrEVEs。
該研究利用桿狀病毒蛋白的結構比對和同源搜索，在已測序的幾乎所有蜘蛛物種的基因組中發現了一類此前未被識別的nrEVEs（圖1a）。系統發育樹分析顯示，這類nrEVEs代表了一種全新的NALDV類群（圖1b）。此外，通過分析蜘蛛的轉錄組數據以及小RNA測序數據，發現這些nrEVEs能夠產生mRNA、siRNA及piRNA，并在蜘蛛絲腺中表現出特異性表達。進化分析顯示，這些nrEVEs的共同祖先出現于距今3億多年前的古生代。
圖1. 蜘蛛基因組中豐富的nrEVEs
該研究在蜘蛛中揭示了nrEVEs的存在及其相關轉錄活性，不僅極大豐富了我們對NALDVs分布與進化的理解，也為深入探討蜘蛛絲腺的生物學功能及其演化過程提供了新的視角。同時，該研究也展示了蛋白質結構預測和同源搜索等技術手段在病毒分類與內源性病毒挖掘中的巨大潛力。
本論文的第一作者為武漢病毒所助理研究員胡恒睿，通訊作者為王曼麗研究員和胡志紅研究員。該研究得到了國家自然科學基金青年項目和面上項目的資助。
文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-61035-2