健康教育网植物和动物的基因组散落着病毒的残骸，这些残骸在数亿年前就已经整合到其DNA中。这些病毒残留物大部分是无活性的，但最新研究表明，其中一些病毒已进化为可让细胞交流的基因。
1月11日发表在《细胞》杂志上的两篇论文1,2表明，一个这样的基因编码的蛋白质利用其病毒样结构在细胞之间传递信息：一种新的细胞通讯形式，可能是长期记忆形成的关键。其他神经功能。
两个研究小组在研究细胞外小泡时会独立地遇到这种现象，这些小泡是细胞膜的一部分，它们会捏成气泡并从细胞中漂浮出来。这些囊泡遍及全身，但对其功能知之甚少。由盐湖城犹他大学的神经科学家Jason Shepherd和伍斯特马萨诸塞大学医学院的细胞生物学家Vivian Budnik带领的研究小组分别研究了小鼠和果蝇（果蝇）。
防护壳
研究人员发现，神经元释放的许多细胞外囊泡都含有一个叫做Arc的基因，该基因可以帮助神经元彼此建立联系。被设计为缺乏Arc的小鼠在形成长期记忆方面存在问题，并且一些人类神经系统疾病与该基因有关。
当Shepherd和Budnik分析Arc的小鼠和蝇类的遗传序列时，他们发现它们与称为gag的病毒基因相似。诸如HIV的逆转录病毒利用Gag蛋白组装称为衣壳的保护壳，该壳在感染期间在细胞之间运输病毒遗传物质。
当研究人员在高分辨率显微镜下观察Arc蛋白时，他们发现它形成了类似的衣壳，并带有编码Arc的遗传指令或信使RNA（mRNA）。然后将衣壳包裹在一块细胞膜中并作为细胞外囊泡释放。
尚无其他非病毒蛋白形成衣壳并在细胞之间穿梭mRNA。挪威卑尔根大学的神经科学家克莱夫·布拉汉姆（Clive Bramham）说：“这是开创性的。”
建立联系
在苍蝇中，布德尼克小组发现，运动神经元“连接到肌肉细胞并告诉它们何时收缩”，产生的含有Arc的囊泡。一旦囊泡到达肌肉细胞，它们就会与这些细胞的膜融合，释放出Arc蛋白和mRNA。尚不清楚肌肉细胞如何处理蛋白质和mRNA，但Budnik发现，缺少该基因的果蝇在神经元和肌肉之间形成的连接较少。
牧羊人小组在取自老鼠大脑的神经元中发现了类似现象。一旦被刺激发射，吸收其他神经元胞外囊泡的神经元将开始使用Arc mRNA产生蛋白质。
Shepherd和Budnik认为，随着动物神经系统的发展或适应新的环境或记忆，随着时间的流逝，含有Arc的囊泡可帮助神经元形成和破坏连接。尽管Arc的苍蝇和小鼠版本相似，但它们似乎是从两种不同的逆转录病毒进化而来的，这些逆转录病毒在不同的时间进入了物种的基因组。布德尼克说：“这里确实有一些基本的东西，”它才能同时出现在老鼠和苍蝇中。
寻找更多
研究人员对细胞外囊泡的研究结果感到兴奋，因为他们对囊泡在体内的功能了解甚少。马里兰州巴尔的摩市约翰·霍普金斯大学的分子生物学家肯尼斯·维特维尔说，“他的确是新事物。”他研究艾滋病毒如何与细胞外囊泡相互作用。
在英国牛津大学研究细胞外囊泡的生物学家Yvonne Couch说：“他提出的问题几乎比回答多。”她想知道什么刺激神经元产生细胞外囊泡，以及相邻细胞之间可能携带哪些其他物质。
Shepherd和Budnik计划继续研究Arc，但他们也对其他蛋白质是否以相同的方式发挥作用感兴趣。人类基因组包含大约100个类似gag的基因，可以编码形成衣壳的蛋白质。Shepherd说，细胞之间这种新的交流形式可能比我们想象的更普遍。“认为这只是开始。”？/ p>
