Ретровирусы переписывают геном коалы и вызывают рак

 

Ретровирус коалы (KoRV) - это вирус, который, как и другие ретровирусы, такие как ВИЧ, внедряется в ДНК инфицированной клетки. В какой-то момент за последние 50 000 лет КоРВ заразил яйцеклетки или сперматозоиды коал, что привело к появлению потомства, которое несет ретровирус в каждой клетке их тела. Вся популяция коал в Квинсленде и Новом Южном Уэльсе в Австралии теперь несет в своем геноме копии KoRV. Все животные, включая человека, прошли через подобные инфекции зародышевой линии ретровирусами в какой-то момент своей эволюционной истории 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 происходил миллионы лет назад, непосредственные последствия для здоровья хозяина в то время неизвестны, но в течение некоторого времени предполагалось, что вторжение ретровируса в геном может иметь значительные вредные последствия для здоровья. Коала находится на очень ранней стадии этого процесса, когда ретровирус все еще активен, и эти последствия для здоровья могут быть изучены.

 

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 института Лейбница-ИЗУ секвенировали ДНК диких коал, страдающих раком. Это позволило им точно определить количество копий KoRV в геномах коал и определить точные места, где ретровирус вставил свою ДНК. Сравнивая эту информацию между здоровыми и опухолевыми тканями у отдельных коал, а также сравнивая места вставки между особями коал, они обнаружили множественные связи между KoRV и генами, которые, как известно, участвуют в типе рака, к которому склонны коалы.

 

"Каждая коала несет в своем геноме около 80-100 унаследованных копий KoRV. Геномные местоположения большинства из них не разделены между коалами, что указывает на быстрое расширение и накопление копий KoRV в популяции. Каждый раз, когда ретровирус копирует и повторно вставляет себя в геном, он вызывает мутацию, потенциально нарушающую экспрессию генов, которая может быть вредна для хозяина",-говорит профессор Алекс Гринвуд, руководитель отдела болезней дикой природы в Лейбниц-ИЗВ. Это означает, что, часто копируя себя в новые места в геноме, KoRV в настоящее время оказывает высокую мутационную нагрузку на популяцию коал. Опухолевые 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 вызвать повышенный рост и пролиферацию клеток, что приводит к опухолям. Хотя другие факторы также могут способствовать развитию рака у коал, мутационное бремя от KoRV, вероятно, увеличивает частоту раковых клеток и может сократить время развития рака.

 

У одной коалы была обнаружена копия KoRV, которая включила в свою последовательность ДНК весь связанный с раком ген из генома коалы. Это значительно увеличило экспрессию этого гена и, скорее всего, вызвало рак именно у этой коалы. Если этот мутировавший вирус передается, это будет представлять серьезную озабоченность для усилий по сохранению коалы. Сравнение геномного расположения KoRV между коалами также предполагает, что KoRV может предрасполагать родственных коал к определенным опухолям, причем коалы разделяют вставки KoRV в определенные связанные с раком гены, страдающие от сходных типов рака, которые они могут передавать своим потомкам. У всех изученных коал были "горячие точки" в геноме, куда часто вставлялся КоРВ. Эти горячие точки также находились в непосредственной близости от генов, связанных с раком. "Таким образом, мы находим многочисленные 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 Макьюэн, ученый из Лейбниц-ИЗВ.

 

Результаты подчеркивают пагубные последствия для здоровья, которые могут иметь виды дикой природы после заражения зародышевой линии ретровирусами. Инвазии зародышевых линий неоднократно наблюдались в ходе эволюции позвоночных и сформировали геномы позвоночных, включая линию, ведущую к современным людям. Они, скорее всего, были связаны с серьезными пагубными последствиями для здоровья, которые необходимо пережить и преодолеть, чтобы обеспечить выживание вида. Ученые из института Лейбница ранее показали, что старые ретровирусы, присутствующие в геноме коалы, способствуют быстрой деградации КоРВ. Коала оказывается в гонке, чтобы выжить под воздействием корва достаточно долго, чтобы вирус деградировал. Учитывая множество угроз для коал, это гонка, которую они должны выиграть.

ИСТОЧНИК

Категория: Наука и Техника | Добавил: fantast (27.02.2021)
Просмотров: 27 | Рейтинг: 0.0/0