Ретровирусы переписывают геном коал, способствуя появлению рака

Ретровирусы переписывают геном коал, способствуя появлению рака

Ретровирус коалы (KoRV), как и другие ретровирусы, например ВИЧ (HIV), внедряется в ДНК инфицированной клетки. В какой-то момент за последние 50 тыс. лет KoRV заразил репродуктивные клетки коал, благодаря чему всё последующее потомство стало носителем этого вируса. Вся популяция коал в Квинсленде и Новом Южном Уэльсе в Австралии теперь носит копии генома KoRV. Все животные, включая людей, в какой-то момент своей эволюционной истории прошли через подобные заражения эмбрионов ретровирусами. За миллионы лет эти вирусы мутировали в деградированные неактивные формы, которые больше не вредны для носителя. Поскольку для большинства видов животных эти процессы проходили миллионы лет, непосредственное влияние на здоровье носителя нам неизвестно, однако некоторое время считалось, что внедрение ретровируса в геном может иметь негативные последствия для здоровья. Коала находится на очень ранней стадии данного процесса, когда ретровирус всё ещё активен и можно изучить последствия его влияния на здоровье.

Поскольку ретровирусы могут вызывать рак, считалось, что существует связь между KoRV и такими часто встречающимися у коал в Южной Австралии заболеваниями, как лимфома, лейкемия и другие виды рака. Чтобы изучить эту связь, учёные из Института зоологии и дикой природы Ассоциации Лейбница (Leibniz-IZW) секвенировали ДНК диких коал, страдающих от рака. Это позволило им точно определить число копий KoRV в геномах коал и установить участки, в которые ретровирус внедрил свою ДНК. Сравнив эти показатели в здоровых и заражённых тканях отдельных особей, а также сравнивая места вставок вируса у отдельных особей, они обнаружили многостороннюю связь между KoRV и генами, которые задействованы в появлении типа рака, которому подвержены коалы.

«Каждая коала несёт в своём геноме около 80-100 унаследованных копий KoRV. Расположение вируса в геноме не является общим для большинства коал, что говорит о быстрой экспансии и накоплении копий KoRV в популяции. Каждый раз, когда ретровирус копирует и вставляет себя в геном, это вызывает мутацию, потенциально разрушительную для экспрессии генов, что может навредить носителю», — рассказал профессор Алекс Гринвуд, руководитель кафедры болезней дикой природы в Leibniz-IZW. Это означает, что, часто копируя себя в новые участки генома, KoRV производит высокую мутационную нагрузку на популяцию коал. Ткани опухолей содержат больше копий KoRV, что указывает на его повышенную активность в клетках опухолей. Копии вируса обычно располагались близко к генам, связанным с раком. Новые вставки KoRV в ткани опухолей вызывали экспрессию генов в их окрестностях. Подобные изменения в экспрессии генов, связанные с раком, могут вызывать усиленный рост и размножение клеток, что приводит к появлению опухолей. Несмотря на то, что другие факторы также могут влиять на появление рака у коал, KoRV, вероятно, увеличивает вероятность появления раковых клеток и может сокращать время развития рака.

У одной коалы была обнаружена копия KoRV, которая включила в свою последовательность ДНК весь связанный с развитием рака геном коалы. Это значительно увеличило экспрессию гена и, вероятнее всего, стало причиной появления рака у данной коалы. Если этот мутировавший вирус передаётся по наследству, это будет серьёзно мешать принятым мерам по сохранению популяции коал. После сравнения геномного расположения KoRV у различных особей коал учёные также предположили, что расположение и форма KoRV, передающиеся по наследству, могут вызывать у потомства предрасположенность к определённым типам рака. У всех изученных коал были «горячие точки» в геноме, куда часто внедрял себя KoRV. Эти «горячие точки» также располагались в непосредственной близости от генов, связанных с раком. «Таким образом мы находим множество связей на уровне генома между генами, связанными с раком, и KoRV, раскрывая взаимосвязь между активностью KoRV и высокой предрасположенностью к раку среди коал», — объясняет Гейл МакЭвен, научный сотрудник Leibniz-IZW.

Полученные результаты подчёркивают негативные последствия для здоровья, которые могут появиться в результате заражения эмбрионов ретровирусами. Инвазии зародышей неоднократно встречались в ходе эволюции позвоночных и формировали их геномы, включая линию, ведущую к современным людям. Вероятнее всего, они были связаны с серьёзными пагубными последствиями для здоровья, которые необходимо было преодолеть для обеспечения выживания вида. Учёные из Leibniz-IZW ранее показали, что старые ретровирусы, представленные в геноме коал, способствуют быстрой деградации KoRV. Коала находится в гонке на выживание, вызванной KoRV, достаточно долго, чтобы вирус постепенно смог деградировать. Учитывая множество факторов, можно сделать вывод, что коалы, вероятнее всего, выиграют в этой гонке.

________________

Перевод Екатерина Хананова , редактор Вера Круз , автор блога Обзоры фильмов и книг Веры Круз .

Исследование — Retroviral integrations contribute to elevated host cancer rates during germline invasion

Источник — Retroviruses are re-writing the koala genome and causing cancer

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s