人类的受精卵或许可看做是最后的空白。但随着受精天数的增加，增长的细胞数量不仅激活了人类基因，而且还有来源于远古感染并整合于人类基因组中的病毒DNA。

 如今美国斯坦福大学医学院的研究人员发现，早期的人类细胞能产生病毒蛋白，甚至还似乎挤满了病毒组装颗粒。这些病毒蛋白能够操控人类发育过程的一些早期步骤，影响着基因表达，甚至可能会保护细胞免受进一步的病毒感染。

这一发现也提出了新问题关于是谁，或者是什么在人类胚胎发育过程中起到真正的控制作用。

“这真是既有趣又有点令人不安，”身为化学，系统生物学和发育生物学副教授的Joanna Wysocka博士说道。“我们已经发现，在近期进化过程中入侵人类基因组的一组特定类型的病毒会重新激活人类胚胎的早期发育过程，导致人体细胞中病毒样颗粒和蛋白的存在。”

关于该研究结果的文章出版在4月20日的自然（Nature）杂志在线版上。 Wysocka是通信作者，研究生Edward Grow是第一作者。

胚胎中的病毒颗粒

逆转录病毒是一类将自身DNA插入宿主细胞的基因组中，并会被重新激活的一类病毒。在这种隐形模式下，病毒等待时机，利用细胞DNA复制的优势，从而传播到细胞分裂时产生的每一个受感染的细胞后代。HIV就是一个众所周知的逆转录病毒感染人类的例子。

当逆转录病毒感染了能生成精子和卵子的生殖细胞，或是感染了生殖细胞出现之前的非常早期的胚胎时，病毒DNA就向后代传递。然而随着进化的时间，这些病毒的基因组往往会突变和失活。大约有8％的人类基因组是由感染后留下的病毒序列组成的。但是有一个逆转录病毒，HERVK，却反复感染人类直到最近——大约已有20万年。很多HERVK病毒的基因组仍然完好地存在于我们的每一个细胞。

这些序列中的大多数在成熟细胞中是无活性的，但最近的研究表明，它们在肿瘤细胞或人体胚胎干细胞中会产生活性。来自新加坡基因组研究所的研究人员发表在2月份细胞干细胞（Cell Stem Cell）杂志上的一项研究表明，一个被称为HERVH的灵长类动物病毒序列也在早期人类发育中被激活。

现在斯坦福的研究人员已经首次表明，病毒蛋白在人类胚胎发育中是大量存在的，并且在电子显微镜成像技术下似乎被组装成了病毒颗粒。通过与在体外生长的人类胚胎干细胞的额外研究的随访，科学家们发现，这些病毒蛋白影响了胚胎发育中的基因表达，并且保护细胞免受其他病毒的感染。

斗争还是共生？

不过，目前还不清楚的是这一系列事件是否是千百年来的共存——一种进化共生的结果，还是它是否代表了人类与病毒之间的一场持续的斗争。

“难道病毒只是自私地在早期胚胎细胞中打开基因开关而使自身受益？”Grow说道。“或者就是胚胎征用病毒蛋白来保护自己？他们都受益吗？这是可能的，但我们真的不知道。”

还有许多知识需要了解，但很显然两者的命运随着时间的累积而交织在一起。“早期的人类发育是独一无二的，这取决于最近我们在进化史中了解到的基因和DNA序列，”研究的共同作者，Renee Reijo Pera博士说道，她是斯坦福大学产科和妇科的前教授，现在是在蒙大拿州立大学的教师。“我们现在研究的是 “垃圾DNA”，包括一些病毒基因，在生命最初的几天或几周的发育中被回收使用。”

Grow和他的同事们发现，一些HERVK病毒被转录成RNA——蛋白质合成的第一步，这是以3?4日龄的胚胎所提供的DNA作为模板的。该病毒的激活和胚胎中其他关键人体基因的激活相一致。接着，研究人员用电子显微镜观察在人类囊胚中什么组成了完整的病毒颗粒，受精后的5?6天什么会出现。

HERVK还编码一种病毒蛋白称为Rec，其结合在病毒RNA转录子上，转录子被运送到细胞质的核糖体上以合成蛋白质。

研究人员发现Rec不仅影响着病毒基因的表达，它也结合到许多来自人类基因的RNA上。Rec还调控着RNA之间以及与核糖体的相互作用。最后Rec在人类细胞中的存在还刺激了一个免疫反应，即增加了一个表面结合人类蛋白质IFITM1的量，它可保护细胞免受病毒感染。