内源性逆转录病毒概念：
逆转录病毒属于逆转录病毒科(Retroviridae)，是一类仅感染脊椎动物的单链正义不分节RNA病毒。逆转录病毒的复制需要将病毒RNA基因组逆转录成为DNA，然后将病毒DNA整合到宿主染色体中形成原病毒(provirus)。逆转录病毒感染一般发生在宿主体细胞内；极少数情况下，逆转录病毒会感染宿主生殖细胞。当逆转录病毒感染宿主生殖细胞时，整合到宿主基因组中的逆转录病毒便会作为宿主基因组的一部分开始从亲代到子代的垂直遗传，形成内源性逆转录病毒(endogenous retroviruses)。 内源性逆转录病毒广泛分布于脊椎动物基因组中，是脊椎动物基因组的重要组成部分；例如，内源性逆转录病毒约占人类基因组的5%-8%[1,2]。
内源性逆转录病毒研究意义[3]
内源性病毒元件对理解病毒远古进化的意义
病毒的起源可能早于细胞生命的出现，而且病毒可能对细胞生命的起源和早期进化有着深远的影响，因此研究病毒的起源和远古进化对于理解生命的起源具有重要的意义。病毒（尤其是RNA病毒）的进化速率很高，通过分子钟推断出来的病毒起源时间很近，这与通过病毒-宿主共进化史推断出的病毒远古起源之间存在明显的不一致。而内源性病毒元件随着宿主的进化而进化，因此进化速率较低。内源性病毒元件记录了远古的病毒感染事件，为研究病毒的远古进化史提供了重要的“分子化石”。例如，使用分子钟方法估测现有外源性丝状病毒（Filovirus）的最近共同祖先的年龄不超过1万年，而Taylor等人通过研究哺乳动物基因组内的内源性丝状病毒直系同源整合事件发现丝状病毒至少有几千万年的历史。分子钟方法估计灵长类动物慢病毒（Lentivirus）仅有几百年的历史，而通过分析内源性病毒元件发现慢病毒在大约2100-4000万年前整合到哺乳动物中，说明慢病毒是一类很古老的病毒。总之，内源性病毒元件的发现极大的拓展了我们对于病毒起源和远古进化的理解。
内源性病毒元件对宿主生物学的影响
整合到宿主基因组后，大部分内源性病毒元件积累有害突变，在长期进化过程中逐渐片段化甚至丢失。另一方面，一些病毒基因可能会对宿主产生有利的作用，因此会被宿主保留下来。在进化的过程中，宿主“驯化”（Domestication）病毒基因使其参与宿主生物学功能的过程被称为选配（Co-option）。目前已发现许多内源性病毒元件选配事件，这些选配的内源性病毒元件参与了多种宿主生物学过程。
内源性逆转录病毒对于宿主而言是一把“双刃剑”。内源性逆转录病毒可以插入到宿主重要基因中，从而破坏相关基因的表达。一些人类逆转录病毒和某些疾病密切相关，比如人类内源性逆转录病毒可能引发精神分裂症和癌症。另一方面，脊椎动物有时也会“驯化”内源性逆转录病毒的基因为己用，此过程也被称为扩展适应(Cooption或exaptation)。脊椎动物能够招募内源性逆转录病毒的蛋白参与到自身的生命活动中，例如对抗病毒感染和胎盘形成。内源性逆转录病毒env基因产物可以结合并封闭宿主细胞表面受体，干扰外源病毒与宿主细胞受体间的识别，从而使宿主细胞免受外源病毒的侵染。内源性逆转录病毒基因产物介导的抗病毒策略在鼠、火鸡、猫和绵羊等动物中均有发现。除干扰外源病毒结合宿主细胞受体外，内源性逆转录病毒编码的蛋白还可帮助宿主阻碍外源逆转录病毒的复制。
内源性逆转录病毒在调控宿主基因表达过程中也发挥了重要的作用。逆转录病毒基因组中含有很多顺势作用元件，因此内源性逆转录病毒插入到基因的调控区域可能会改变基因的表达模式。Chuong等人发现内源性逆转录病毒参与到了干扰素应答转录网络的进化，并在多种哺乳动物中独立地成为很多干扰素诱导基因的增强子。此外，基因组内特定位置内源性逆转录病毒的同源重组还会介导染色体重排的发生，在脊椎动物基因组进化中发挥了重要作用。
对宿主免疫的影响
宿主会招募内源性病毒元件的蛋白来对抗外源病毒的感染。选配的病毒蛋白对抗外源病毒感染发生在病毒生命周期的各个阶段。在许多脊椎动物中，内源性逆转录病毒的被膜蛋白会与外源病毒的被膜（Env）蛋白竞争细胞表面受体蛋白，从而保护宿主免受外源病毒入侵。宿主限制性因子Fv1（Friend virus susceptibility 1）来源于选配的内源性逆转录病毒的衣壳蛋白（Gag），Fv1蛋白可直接结合侵入细胞的外源性逆转录病毒的衣壳蛋白，阻止病毒遗传物质的释放，从而抑制外源病毒的复制。
对宿主生理学的影响
宿主选配的内源性病毒元件除了参与到宿主免疫反应外，还可能参与到宿主其它生理学过程中。人类胚胎发育过程需要合胞素蛋白（Syncytin）诱导形成合胞体，人类合胞素蛋白便来源于内源性逆转录病毒的被膜蛋白。许多哺乳动物在进化过程中至少十次独立选配内源性逆转录病毒的被膜病毒形成合胞素蛋白。内源性逆转录病毒被膜蛋白的选配事件对于哺乳动物胎盘的起源和进化具有十分重要的影响。此外，Redelsperger等发现合胞素蛋白也可以促进成肌细胞融合和肌肉形成，该研究可能有助于我们理解哺乳动物肌肉雌雄二型性产生的机制。
对宿主基因表达的影响
病毒基因组本身能够编码顺式调控元件（Cis-regulatory elements）来调控病毒基因的表达。整合到宿主组之后，内源性病毒元件的顺式作用元件会影响附近宿主基因的表达。例如，逆转录病毒的长末端重复序列（Long terminal repeats，LTRs）含有调控病毒基因表达的增强子，在整合事件发生后，有些内源性病毒的编码区域被清除遗留下长末端重复序列，这些单独的长末端重复序列上的增强子会被宿主选配来调控宿主基因的表达。此外，内源性病毒元件来源的长链非编码RNA（Long non-coding RNA，lncRNA）会作为启动子修饰哺乳动物的胚胎干细胞多能性。
内源性逆转录病毒的挖掘方法[4]
传统方法就不介绍了，在二代测序技术出现后，越来越多的物种基因组被公布，尤其是今年来三代测序技术发展，在全基因组水平上系统地挖掘和分析内源性逆转录病毒成为可能。
目前已有多种方法可在全基因范围内进行内源性逆转录病毒的挖掘，较常用的是RetroTector。该方法主要是通过首先识别内源性逆转录病毒两端的长末端重复区域(LTR)，接着识别病毒蛋白保守域(motif)，再重建原始逆转录病毒蛋白质序列等来实现内源性逆转录病毒的挖掘。但是，如果内源性逆转录病毒插入到宿主基因组时间较久，那么它们会在进化的过程中片段化，两端的LTR可能会丢失。因此，基于识别LTR的方法更适合挖掘插入时间较近、结构相对完整的内源性逆转录病毒，但可能会低估内源性逆转录病毒的多样性。
南京师范大学韩老师课题组自己建立的方法：
新方法基本思路如图2.1所示, 可以分为三个主要步骤,详细过程见参考[4]的论文材料方法部分。
内源性逆转录病毒在宿主基因组中的扩增方式[4]
内源性逆转录病毒的在宿主基因组中增殖方式主要有两种，一种是生殖细胞或者体细胞中的内源性逆转录病毒能够产生完整的病毒颗粒，这些病毒可以重新整合到其他宿主细胞中，这个过程称为重感染(reinfection)。重感染是人类基因组中内源性逆转录病毒增殖的主要方式。除此之外，内源性逆转录病毒也可以通过转座的方式实现扩增。其中，通过自身基因编码的病毒蛋白在生殖细胞中増殖的方式为顺式(ds)转座，该方式需要内源性逆转录病毒具有功能性的gag、pol和env基因。但是，有一些内源性逆转录病毒可利用感染同一细胞的其它逆转录病毒编码的蛋白质实现自身增殖，并不需要完全具有三种功能性基因，这种方式称为反式(trans)转座。有研究发现通过逆转录转座增殖的内源性逆转录病毒拷贝数更多。内源性逆转录病毒LAPs(intracistemalA-tpye particles)虽然缺少基因，但也可以通过转座的方式在宿主基因组中迅速增殖。
补充学习
拟逆转录病毒和逆转录病毒基因组都可编码逆转录酶（Reverse transcriptase，RT）和核糖核酸酶H1（RNase H1，RH）。逆转录病毒基因组为单链RNA，而拟逆转录病毒基因组为双链DNA [5]。与逆转录病毒不同的是，拟逆转录病毒基因组不编码整合酶，其复制过程无需整合到宿主基因组中。拟逆转录病毒可以感染植物（花椰菜花叶病毒科）和脊椎动物（嗜肝病毒科），而逆转录病毒属于逆转录病毒科，仅感染脊椎动物。
参考文献：
[1] Belshaw R, Pereira V, Katzourakis A, et al. Long-term reinfection of the human genome by endogenous retroviruses. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2004, 101:4894-4899.
[2] Hayward A, Grabherr M, Jern P. Broad-scale phylogenomics provides insights into
retrovirus—host evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences of the
United States of America, 2013, 110:20146-20151.
[3] 拟逆转录病毒的起源与进化，南京师范大学，宫震。
[4] 脊椎动物内源性逆转录病毒多样性和进化的研究, 南京师范大学，许晓雨。[5] Temin HM. Reverse transcription in the eukaryotic genome: retroviruses, pararetroviruses, retrotransposons, and retrotranscripts. Molecular Biology and Evolution, 1985, 2 :455-468.
声明：本文绝大部分内容来自参考文献[3]和[4]两位老师的毕业论文，仅仅用来自己学习，方便查找资料，如若侵权，无条件删除。
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