达尔文的兔子有助于解释对粘液瘤病的反击

在粘液瘤病使澳大利亚，英国和法国的兔子数量减少近七十年后，一项新的研究揭示了该物种如何通过自然选择进化出对该疾病的遗传抗性。对兔子 DNA 进行了前所未有的长达150年和数千英里的研究，揭示了该动物对抗致命粘液瘤病毒的遗传基础。利用最新技术，由剑桥大学和波尔图CIBIO研究所领导的国际团队从1865年至2013年的近200只兔子中提取DNA，其中包括Charles Darwin拥有的一只兔子。然后，科学家对近20,000个基因进行了测序，以确定自20世纪50年代粘液瘤病流行后出现的突变。

这项研究发表在今天的“ 科学 ”杂志上，该研究表明，澳大利亚，英国和法国的现代兔子通过相同的遗传变化获得了对粘液瘤病的抵抗力。科学家们还发现，这种抵抗力依赖于不同基因多重突变的累积影响。

第一作者乔尔·阿尔维斯说：“我们比较了20世纪50年代病毒爆发前收集的兔子与进化抗性的现代种群，并发现这三个国家的基因发生了变化。这些基因中的许多基因在兔子中起着关键作用。免疫系统。通常进化是通过单个基因的重大变化来实现的，但是我们的研究结果表明，对粘液瘤病的抵抗可能是通过遍布基因组的许多小影响而进化的。“

在IFN-α21A基因中发现了三个特别重要的突变，当检测到病毒时，该突变在兔细胞中引发基于蛋白质的警报。在实验室中，该团队制作了20世纪50年代在兔子中发现的蛋白质形式，以及今天发现的不同形式。来自剑桥大学遗传学系的资深作者弗朗西斯·吉金斯教授说：“我们将这些蛋白质与不同的病毒株进行了对抗，当我们在分子水平上看到这些年来兔子一直在反击的时候。”

澳大利亚在1950年对一只失控的兔子群体释放了粘液瘤病。据认为，18世纪50年代，英国定居者托马斯·奥斯汀(Thomas Austin)将欧洲兔子引入该国。在一个世纪内，他们的数量达到了数亿。该物种对澳大利亚的本土植物和动物造成了严重破坏，但在不到三个月的时间里，粘液瘤病蔓延了2000公里，造成99%的受感染动物死亡。1952年，这种病毒在法国被非法引入，并于1953年进入英国，导致这两个国家的结果同样具有破坏性。

科学家们很快就开始追踪病毒和兔子的进化，并且在这三个国家中，他们观察到死亡率大幅下降。他们的结论是，这是由于这种疾病变得毒性较小，而且兔子变得更具抵抗力。动物群体在感染易感性方面表现出相当大的遗传变异，当暴露于新疾病时，其允许抗性的快速进化。20世纪50年代的流行病引发了一个特别激烈的自然选择过程。这些初步研究结果已成为寄主 - 寄生虫共同进化的教科书范例，但这项新研究提供了更详细的兔子情况。

该团队收集了英国，法国，澳大利亚和美国11个自然历史博物馆的历史样本。DNA测序的兔子之一属于查尔斯达尔文，现在被安置在伦敦的自然历史博物馆(附图)。乔尔·阿尔维斯说：“从如此多的长死兔子那里取样并不容易。并不是所有的自然历史博物馆都会饲养兔子，因为它们与其他物种相比并不是很奇特。但我们合作的博物馆做得很好。保持他们的标本保存数十年。这和新技术的可用性给了我们一个独特的机会。“

在兔子群体在英国和欧洲大陆坍塌的时候，这项研究可能为动物的未来提供线索。研究小组发现，帮助兔子抵御粘液瘤病毒的蛋白质对一种叫做水疱性口炎的无关病毒也有抗病毒作用。来自波尔图大学CIBIO的米格尔·卡内罗说：“在对抗粘液瘤的过程中，兔子可能会增加对其他病毒的抵抗力，包括兔子出血性疾病，这种疾病现在已经杀死了许多动物。”

同时，粘液瘤仍然是对兔子的严重威胁。乔尔·阿尔维斯说：“病毒进化似乎正在寻找对抗我们观察到的遗传适应性的方法。最近发现的毒力最强的粘液瘤病毒株具有极强的免疫抑制作用。因此，军备竞赛还在继续。”