内源逆转录病毒及嗜肝DNA病毒介导的鸟类基因组重排研究

Vertebrate genomes contain numerous viral sequences termed as endogenous viral elements in general. Previous studies of endogenous viruses focused on mammals; however, due to lack of comparable genomes for birds, far less is known about endogenous viral elements in avian species. We have revealed that hepadnaviruses and retroviruses commonly infiltrated in avian phylogeny. In this study, we aim to analyze the endogenous hepadnaviral and retroviral elements in newly sequenced 250 avian species and a series of bioinformatics techniques will be conducted including comparative genomics, phylogenetics and transcriptomic analysis, in order to construct a clear integration map of the two endogenous viruses and decipher the effect of genomic rearrangement by viral integration. Our study is to uncover the avian genomic dynamics via endogenous viruses during 100 million years history of birds.

脊椎动物的基因组中包含多种病毒序列，这些序列统一称为内源病毒元件。关于内源病毒的研究多集中于哺乳动物，然而因为缺乏数量可观的鸟类基因组供研究，人们对鸟类内源病毒元件知之甚少。我们之前的研究发现嗜肝DNA病毒及逆转录病毒的内生作用贯穿于整个鸟类系统发生历史。本项目拟对我们新测得的250条鸟类的基因组中的嗜肝DNA病毒及逆转录病毒来源的内源病毒进行分析，并结合一系列的生物信息学的手段，例如比较基因组学、系统发生学以及转录组学，清晰地构建两种内源病毒的整合位点图谱，并且探寻病毒插入鸟类基因组后对宿主基因组的重塑造成的影响。本研究将揭示在长达1亿年的进化历史中，由内源病毒介导的鸟类基因组动力学特征。

关于反转录病毒的研究多集中于哺乳动物，关于鸟类的相关研究十分有限。本项目以整合性反转录病毒为切入点，研究该类病毒在进化中与鸟类的相互作用，发现了4类鸟类嗜肝DNA病毒，3类逆转录病毒，1类中间态逆转录病毒。而这些病毒由于具备重复区域，因此参与了鸟类基因组的重塑。项目产生的生物信息学手段可以应用于其它动物如哺乳动物等其它动物的研究，为病毒的生态学、比较基因组学、系统发生学以及转录组学提供分析手段。相关成果发表于《病毒进化》（2项）、《病毒学》、《分子生物学与进化》、《生物安全与健康》等杂志。