Ретровирусы переписывают геном коалы и вызывают рак

Ретровирус коалы (KoRV) — это вирус, который, как и другие ретровирусы, такие как , внедряется в инфицированной . В какой-то момент за последние 50 000 лет KoRV инфицировал яйцеклетки или сперматозоиды коал, что привело к появлению потомства, которое несет ретровирус в каждой клетке своего тела. Вся популяция коал в Квинсленде и Новом Южном Уэльсе в Австралии теперь несет в себе копии KoRV в своем геноме. Все животные, включая человека, в какой-то момент своей эволюционной истории прошли через сходные инфекции «зародышевой линии» ретровирусов и содержат много древних ретровирусов в своих геномах. Эти ретровирусы за миллионы лет мутировали в деградированные, неактивные формы, которые больше не вредны для хозяина. Поскольку у большинства видов животных этот процесс произошел миллионы лет назад, непосредственные последствия для здоровья хозяина в то время неизвестны, но в течение некоторого времени предполагалось, что вторжение ретровируса в может иметь значительные пагубные последствия для здоровья. Коала находится на очень ранней стадии этого процесса, когда ретровирус все еще активен, и эти последствия для здоровья можно изучить.


Поскольку ретровирусы могут вызывать рак, считалось, что существует связь между KoRV и высокой частотой лимфомы, лейкемии и других видов рака у коал из северной Австралии. Чтобы исследовать эту связь, ученые из Leibniz-IZW секвенировали ДНК диких коал, страдающих от рака. Это позволило им точно определить количество копий KoRV в геномах коал и определить точные места, куда ретровирус вставил свою ДНК. Сравнивая эту информацию между здоровыми и опухолевыми тканями у отдельных коал, а также сравнивая сайты встраивания между особями коал, они обнаружили множественные связи между KoRV и генами, которые, как известно, участвуют в том виде рака, к которому склонны коалы.

«Каждая коала несет в своем геноме около 80–100 унаследованных копий KoRV. Геномные местоположения большинства из них не являются общими для коал, что указывает на быстрое распространение и накопление копий KoRV в популяции. Каждый раз ретровирус копирует и повторно — внедряется в геном, вызывает мутацию, потенциально нарушая экспрессию генов, что может быть вредным для хозяина », — говорит профессор Алекс Гринвуд, руководитель отдела болезней дикой природы в Leibniz-IZW. Это означает, что, часто копируя себя в новые места в геноме, KoRV в настоящее время создает высокую мутационную нагрузку на популяцию коал. Ткани содержат много новых копий KoRV, что указывает на то, что KoRV более активен в опухолевых клетках. Эти копии обычно располагались рядом с генами, связанными с раком. Новые вставки KoRV в опухолевые ткани влияли на экспрессию генов в их окрестностях. Такие изменения в экспрессии генов, связанные с раком, могут вызывать усиленный рост и пролиферацию клеток, что приводит к опухолям. Хотя другие факторы также могут способствовать развитию рака у коал, мутационная нагрузка от KoRV, вероятно, увеличивает частоту превращения клеток в раковые и может сократить время развития рака.

У одной коалы была обнаружена копия KoRV, которая включила весь связанный с раком ген из генома коалы в свою последовательность ДНК. Это значительно увеличило экспрессию этого гена и, скорее всего, вызвало рак именно у этой коалы. Если этот мутировавший вирус передается, это будет серьезной проблемой для усилий по сохранению коал. Сравнение геномного расположения KoRV между коалами также предполагает, что KoRV может предрасполагать родственных коал к определенным опухолям, при этом коалы разделяют вставки KoRV в специфические связанные с раком , страдающие от подобных типов рака, которые они могут передать своему потомству. У всех изученных коал были «горячие точки» в геноме, куда KoRV часто вставлялся. Эти горячие точки также были расположены в непосредственной близости от генов, связанных с раком. «Таким образом, мы находим множественные связи на геномном уровне между генами, связанными с раком, и KoRV, раскрывая способы, которыми KoRV лежит в основе высокой частоты рака у коал», — объясняет Гейл МакИвен, ученый из Leibniz-IZW.

Результаты подчеркивают пагубные последствия для здоровья диких животных, которые могут пострадать в результате заражения ретровирусами зародышевой линии. Инвазии зародышевых линий неоднократно происходили во время эволюции позвоночных и сформировали геномы позвоночных, включая линию, ведущую к современным людям. Скорее всего, они были связаны с серьезными пагубными последствиями для здоровья, которые необходимо терпеть и преодолевать, чтобы обеспечить вида. Ученые из Leibniz-IZW ранее показали, что старые ретровирусы, присутствующие в геноме коалы, способствуют быстрой деградации KoRV. Коала оказывается в гонке, чтобы выжить под воздействием KoRV достаточно долго, чтобы вирус разрушился. Учитывая множество угроз для коал, им нужно побеждать в этой гонке.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments