《分子生物学与进化》（Molecular Biology and Evolution）上的一篇新论文发现，病毒载量较高的人群中的HIV病毒重组率也较高。实际上，血液中的艾滋病毒越多，病毒就越容易多样化。
HIV历来如此难以对抗的原因之一是该病毒的重组率极高。重组使病毒株之间的遗传信息交换成为可能，并推动了HIV在人体内的进化。这种基因交换有助于病毒逃避免疫系统，并对许多旨在治疗HIV的药物产生抗药性。
更一般地说，重组是一个重要的进化驱动力，允许生物体清除破坏性突变并结合有益的突变。尽管它很重要，但科学家们还不了解HIV的重组率在整个感染过程中或不同人之间是如何变化的。了解在经过充分研究的系统中影响重组率的因素，如HIV，可以帮助更广泛地揭示重组对进化的一些影响。
HIV重组中一个重要但未被充分研究的步骤是合并感染，其中两个不同的病毒颗粒感染同一个细胞。尽管长期以来对HIV重组感兴趣，但我们还不了解合并感染率的变化是否会导致重组率的变化。虽然对细胞培养物和小鼠中HIV的研究表明，合并感染的增加与重组病毒的增加有关，但尚不清楚这种影响是否在HIV感染者中发现。
参与这项新研究的研究人员假设，病毒载量较高（血液中HIV较多）的人将有更多的细胞被重印，这将导致病毒的重组率更高。为了研究这一假设，他们开发了一种称为通过时间序列连锁衰减进行重组分析（RATS-LD）的新方法，以利用突变之间随时间推移的遗传关联来量化重组。
这项调查发现，虽然病毒载量在数据集最低三分之一的HIV人群的重组率与之前的估计一致，而病毒载量在前三分之一的人群的重组率中位数高出近六倍。此外，研究人员观察到病毒载量和有效重组率在单个个体中同时增加的模式。
这些结果表明，HIV重组的发生率可能比研究人员以前认识到的还要极端。除了HIV之外，许多生物体，如细菌和植物，不需要重组来繁殖，但可以从中受益。为了交换遗传物质，这些生物还依赖于两个不同的基因组在同一地点和时间相遇。正因为如此，研究人员的研究结果还表明，种群密度可能会影响多种环境中重组的有效率。
“过去几十年来测序数据的爆炸式增长使遗传学家更深入地认识到，重组率可能取决于环境，并受到许多不同分子因素的影响，”该论文的作者之一Elena V. Romero说。“在这里，我们表明人口密度可能是以前被低估的病毒因素之一。
More information: Elena Romero et al, Elevated HIV viral load is associated with higher recombination rate in vivo, Molecular Biology and Evolution (2023).