Existence of Two Distinct Infectious Endogenous Retroviruses in Domestic Cats and Their Different Strategies for Adaptation to Transcriptional Regulation

2016 年发表在 Journal of Virology 上。通讯作者为日本山口大学 Laboratory of Molecular Immunology and Infectious Disease 的 Kazuo Nishigaki。

内源性逆转录病毒是过去生殖细胞的逆转录病毒感染的遗留物。过去的研究已经鉴定出了猫科动物逆转录病毒中最年轻的一类，ERV-DC，并且报道了它的两个位点（ERV-DC10/DC18）可以在培养细胞中复制。

研究者们鉴定了另一种能够复制的病毒，ERV-DC14，存在于 C1 染色体上。在系统发育上、受体利用以及转录活性上，都和 ERV-DC10/DC18 不同。虽然 ERV-DC14 能够在培养细胞中复制，但是由于低的转录活性，它不能够形成稳定的感染。

此外，研究者们对 ERV-DC 的转录和在猫科动物组织中的调节作用进行了分析。定量 PCR 发现，ERV-DC10 在猫科动物组织中的表达量极低，亚硫酸氢钠测序发现 ERV-DC10/DC18 5' 端 LTR 序列在猫科动物血细胞中显著超甲基化（significantly hypermethylated），甲基化能够抑制启动子活性。研究发现，ERV-DC10/DC18 的 5' 端 LTR 序列的启动子活性高，而 ERV-DC14 的则低。这是由于 LTR 序列上的一个单碱基替换。

因此，ERV-DC LTR 可以按照这个碱基分为两类，A 类（ERV-DC10/DC18 LTR，启动子活性高）和 T 类（ERV-DC14，启动子活性低）。值得注意的是，含 T 类 LTR 的 ERV-DC，例如 ERV-DC14，在猫基因组上更加 expanded。

introduction

逆转录病毒在人类和小鼠基因组上占到了 8~10%。绝大多数 ERV 已经由于积累的突变而失活了。

逆转录病毒序列，一般包括 gag, pol 和 env 基因，两段为非编码的长末端重复（LTR）。LTR 序列含有转录起始位点和许多顺式调控元件，可以作为启动子和增强子起作用，决定病毒转录趋性（tropism）。寄主经常是通过表观机制来使 ERV 沉默，例如对核苷酸的 CpG 甲基化。

在家猫中的 ERV 被称为 ERV-DC，是猫科动物中最年轻的一类 ERV。研究者们已经鉴定并克隆了 ERV-DC 的 13 个位点。这些 ERV 属于丙型逆转录病毒（gammaretrovirus），在 2.8 Mya 入侵了家猫基因组。它们不断扩张，到了今天，猫基因组上含有 7 到 16 份 ERV-DC 的拷贝。

ERV-DCs are classified into three different genotypes: genotype I (ERV-DC1, -DC2, -DC3, -DC4, -DC8, -DC14, -DC17, and -DC19), genotype II (ERV-DC7 and -DC16), and genotype III (ERV-DC6, -DC10, and -DC18). 

其中 ERV-DC10 and ERV-DC18 保留了感染和复制的能力。分别位于 C1q12-q21 and D4q14 region。除了 the U5 primer binding site (U5-PBS) of tRNAGly 的一个碱基以外，序列完全相同。ERV-DC18 只在一个家庭中被发现，因此很可能是 ERV-DC10 的再次感染产生的。