3000萬年前，一場 超級大瘟疫 肆虐全球，而且持續了1500萬年的，結果造成了我們當今人類的DNA中攜帶了這種病毒？而且不單單是人類所在的靈長目，這種病毒還對嚙齒類、肉食類造成了或多或少的影響直到今天。
它們為何被稱為ERV？當年這ERV病毒是怎麽肆虐全球的，憑什麽做到幾乎無差別感染？感染性這麽強，它是如何停止的？這玩意現在還潛伏在我們的DNA中，那對人類還有什麽傷害嗎？讓我們慢慢梳理下去。
3000萬年前的病毒我們怎麽發現的？
我們可以先來定義一下 瘟疫 ，其實瘟疫可以由細菌引起，也可以由病毒引起。咱們比較熟悉的細菌引起的瘟疫是鼠疫，由鼠疫桿菌透過跳蚤叮咬傳播。病毒引起的瘟疫，就比如流感病毒，就可以稱為流感瘟疫，比細菌更容易造成大流行。
這麽看下來，這個3000萬年前造成全球大流行的罪魁禍首， 是病毒沒跑了 。病毒是一種微小的寄生生物，它們依賴於宿主細胞進行復制和傳播。病毒的種類繁多，有些可以引起人類或動物的各種疾病，有些則可以與宿主和諧共存，甚至對宿主有益。
既然是3000萬年前流行的瘟疫，我們是怎麽發現的呢？其實人類就是在自己的DNA和其他動物的DNA中，發現它的。它們被稱為ERV。
它們是由逆轉錄病毒感染人類祖先的生殖細胞後，將自己的基因整合到宿主的DNA中形成的。 這些病毒基因隨著宿主的遺傳，一代代的被傳遞給了後代 ，成為了人類基因組的一部份。據研究，人類基因組中約有8%的序列是由ERV組成的，其中有些ERV仍然保留了一定的轉錄和表達能力，對人類的生理功能和疾病發生有著重要的影響。
在所有的ERV中，有一類ERV引起了科學家的特別關註，它們被稱為ERV-Fc，是屬於γ-逆轉錄病毒家族的一員，與現在的 小鼠白血病病 毒和 貓白血病病毒 關系最接近。ERV-Fc是由3000萬年至1500萬年間不斷感染真獸類的 γ-逆轉錄病毒 整合而來的，它們廣泛存在於真獸類的基因組中，包括人類在內。
靈長類特別是人類基因組中有兩段ERV-Fc，一段在X染色體上，一段在7號染色體上，代表了兩次γ-逆轉錄病毒整合事件。那麽這種病毒為何幾乎無差別感染多種物種？又是如何肆虐全球的？ERV-Fc對當時的動物又造成了什麽傷害呢？
3000萬年前無差別感染的大瘟疫
根據科學家的研究，ERV-Fc是一種能夠跨物種傳播的病毒，它可以透過血液、體液、精液或唾液等方式感染不同的哺乳動物，包括靈長類、嚙齒類、食肉類、奶牛類、馬類等，大家發現了沒有，它幾乎涵蓋了所有的哺乳類動物。
它的活躍期大約是從3000萬年前到1500萬年前，覆蓋了除了澳洲和南極洲以外的所有大陸。這個時期，屬於 更新世 晚期，經歷了冰期和間冰期的交替，導致了氣溫和海平面的波動。使得一些物種適應環境的能力不足，最終導致它們的滅亡。
大規模的火山活動也在這一時期頻繁發生。火山噴發釋放了大量的氣體和灰燼，對全球氣候產生了短期的影響。冰川的融化和重新凍結導致了海平面的波動，影響了沿海和水域生態系。生物面臨著棲息地減少和食物鏈紊亂的挑戰。
這個時期，一些哺乳動物逐漸崛起，如早期的草食性哺乳動物，犀牛類、象目、靈長類、嚙齒類等。ERV-Fc就是這時候出現的，對這些哺乳類進行了無差別感染。但是這些感染也對這些物種的前進演化和適應產生了深刻的影響。
ERV-Fc的感染會對當時的宿主基因組造成破壞和改變，導致基因的突變、重組、缺失或插入等。這些變化會影響宿主的生理功能，如免疫系統、生殖系統、神經系統等，從而引起不同程度的病理效應，如免疫缺陷、不育、癌癥、神經退行性疾病等。
從另一方面說，這些變化也為宿主提供一些有利的特征，如抗病毒、抗寄生蟲、抗氧化、抗衰老等，增強了宿主的適應能力和生存優勢。ERV-Fc的感染可以被視為一種雙刃劍，既有利又有弊，對宿主的前進演化和生存有著重要的影響。
在嚙齒類中，ERV-Fc的感染導致了一些基因的重組和缺失，如在老鼠中，ERV-Fc的整合導致了一些基因的缺失，如Mx1、Mx2、Oas1等，這些基因與抗病毒的能力有關，因此，老鼠對一些病毒的感染更加敏感，如流感病毒、登革熱病毒等。
對於倉鼠，ERV-Fc的整合導致了一些基因的重組，如在倉鼠的X染色體上，ERV-Fc的整合導致了一段基因的重組，形成了一個新的基因，叫做Sxlf，這個基因與倉鼠的性別決定有關，可以使 雄性倉鼠產生雌性的生殖器官 ，從而導致雄性不育。
在貓科動物中，ERV-Fc的整合導致了一些基因的插入，如在貓的7號染色體上，ERV-Fc的整合導致了一個基因的插入，叫做 RD114 ，這個基因與貓的白血癥病毒的感染有關，可以作為病毒的受體，從而增加貓的感染風險。而在犬科動物中，ERV-Fc的表達與犬的免疫系統的調節有關，可以作為一種免疫調節因子，從而增強犬的免疫能力。
雖說是一把雙刃劍，但是還是有人擔心，這種病毒在我們的NDA裏作怪，那它到底對我們還有沒有威脅呢？
人類DNA中有很多「垃圾」？
其實目前ERV-Fc對人類沒有想象中那麽恐怖，首先它不是編碼基因片段，只是屬於非編碼基因片段，非編碼片段對人類的影響不大，而我們基因中的HERV-Fc1和HERV-Fc2參與了人類的胚胎發育和多能性細胞的調控，等於說已經成了我們身體中的一部份。
有人說，咱們的DNA裏大多是垃圾？ 因為並不是所有的DNA片段都是基因，簡單的說，並不是所有的DNA片段都能編碼蛋白質。在我們人類的DNA中，只有1.5%的序列是基因，也只有那1.5%的DNA片段能夠編碼蛋白質。
我們一直在說的ERV-Fc在人類基因中是屬於那98.5%的非編碼序列，也就是說，它們不直接編碼蛋白質，那麽剩下的98.5%的DNA片段是做什麽用的呢？它們有沒有功能呢？它們是不是垃圾呢？
這個問題其實相當的復雜，因為人類的DNA中，除了基因之外，還有許多其他類別的DNA片段，它們的功能和作用各不相同。
有些已經被科學家發現和研究，有些還未被揭示。這些 非編碼的DNA片段 ，有些是對人體有益的，有些是中性的，有些是有害的，有些是前進演化的遺留，有些是前進演化的原料。我們不能一概而論地把它們都稱為垃圾，也不能一味地認為它們都有用。
我們把DNA想象成一本指南，告訴我們身體如何工作。在這本指南中，有一些特殊的章節，不是重點，但是不能缺少。其中一章叫「 調控序列 」。這些序列是一些特殊的DNA片段，它們雖然不直接編碼蛋白質，但能夠影響蛋白質的制作過程。
這些調控序列就像是基因的「控制器」，這個控制器上有些按鍵，包括啟動子、強化子、沈默子、終止子等。它們可以與其他蛋白質，比如轉錄因子，進行互動，就像一個復雜的開關系統，控制著基因的開關、強度、時間和位置。
比如說，大家都知道知道我們的血型是由基因決定的，但這個基因的表達卻受到一個特殊的「 強化子 」的調控。如果這個強化子發生了變化，就可能導致基因表現的問題，最終產生一些罕見的血型，比如Bombay稀有血型。
調控序列章節結束，咱們再來聊聊「 跳躍基因 」這個章節，跳躍基因也叫做可動遺傳因子。形象的說，就是它們可以在基因組中隨意「跳躍」，從一個地方跳到另一個地方。
它們也不參與編碼，但它們有自己的特殊技能，能夠進行轉錄（復制自己）和復制（貼上到其他地方），而且它們不依賴於宿主基因組，可以獨立存在。人類基因組裏有一半以上的成員都是這些跳躍基因。
這些可動遺傳因子的「跳躍」行為可不是鬧著玩的，有時候它們的活動會給基因組帶來一些混亂。這包括基因的變異、重新組合、缺失或者插入到新位置等。這些變化可能對宿主的身體產生一些影響，引起一些疾病，像是免疫系統缺陷、不育、癌癥，還有神經退行性疾病等。
但這些「跳躍」也有另一面，它們的變化有時也可能給宿主帶來好處，比如增強對病毒的抵抗力、對寄生蟲的免疫力，甚至抗氧化、抗衰老等有利的特征，提高宿主的適應能力和生存競爭力。
咱們DNA中的非編碼的DNA片段還有很多，說都說不完，比如假基因、重復序列，這些都對我們有或多或少的影響。就像一把雙刃劍，既可能帶來好處，也可能帶來問題。
雖然只有1.5%的人類基因組編碼蛋白質，但剩下的98.5%非編碼序列中包含了許多對生物體的發育、功能和適應力至關重要的元素。這些非編碼序列的功能還在不斷被研究和理解。 所以我們不能簡單地將它們稱為「垃圾」 。
結語
科學家透過基因，發現了一場肆虐了1500萬年的超級大瘟疫，這場瘟疫的影響至今仍在我們的DNA中留下痕跡。它們在3000萬年至1500萬年間感染了各類哺乳動物，包括人類，成為我們基因組中的一部份。
雖然我們的DNA中只有1.5%編碼蛋白質，但剩下的98.5%非編碼序列同樣承載著重要的功能。這些序列包括調控序列、可動遺傳因子等，它們不僅影響基因的轉錄和表達，還參與了基因組的穩定性和功能調控。
有人稱這部份非編碼序列為「垃圾」，但事實上它們也各有作用！
參考資料
ERV-Fc；維基百科
ERV: 內源性逆轉錄病毒；Endogenous Retrovirus
簡單聊一聊編碼序列與非編碼序列的對比；劉博談，2023
ERV不同亞家族在人類早期胚胎中的特異性調控機制和功能；梁洪青/張丹，2022
中國科學家發現阻斷內源性逆轉錄病毒重新啟用和傳播可緩解有機體衰老；生物谷，2023
利用現代哺乳動物的基因組追蹤古代逆轉錄病毒的種間傳播和長期前進演化；威廉·迪爾，2016
