В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Molecular Biology and Evolution, ученые из Университета Иллинойса обнаружили, что 39 различных KoRV в геноме коалы все были эндогенными, что означает, что они передаются коале от одного родителя; один из КоРВ был обнаружен у обоих родителей.Коалы — единственные известные организмы, у которых ретровирус переходит из экзогенного в эндогенный.
Экзогенный ретровирус заражает хозяина, вставляет свою генетическую информацию в ДНК клетки и использует механизмы клетки-хозяина для производства большего количества вирусов. Когда экзогенный ретровирус заражает яйцеклетку или сперматозоид и вирусная генетическая информация затем передается потомству хозяина, вирус становится эндогенным ретровирусом (ERV).Стать частью генома коалыКак и люди, коалы обладают эволюционной защитой от эндогенизации.
«На ранних стадиях эндогенизации существует огромное количество ретровирусов. KoRV присутствуют во всех геномах коал, с многими тысячами или десятками тысяч KoRV в популяции», — сказал Альфред Рока, профессор зоотехники и член Институт геномной биологии Иллинойского университета в Урбана-Шампейн. "Со временем большинство из них исчезнет, потому что эти копии вируса могут присутствовать всего в одной отдельной хромосоме.
Если этот один человек не размножается или если он воспроизводится, а другая хромосома передается по наследству, тогда этот ERV будет пропадать."По словам Рока, чтобы получить в организме 100 ERV, этому виду, возможно, придется начать с 10 000 ERV у своих предков. Ретровирусам, таким как KoRV, требуются многие тысячи лет, чтобы стать фиксированной частью генома коалы, как восемь процентов ретровирусной ДНК, общей для всех людей.
ERV, которые успешно передаются, защищены механизмами репарации ДНК коалы, поэтому скорость их мутации чрезвычайно низка. Основываясь на недостатке мутаций в эндогенных ретровирусах коал, команда Рока смогла оценить, что KoRV интегрировались в зародышевую линию хозяина менее 50 000 лет назад. «Это совсем недавно по сравнению с другими ERV, которым миллионы лет и которые накопили мутации», — сказал первый автор Ясуко Исида, исследователь лаборатории Рока.Преодоление ретровирусных фитнес-эффектовУ коал KoRV был связан с лейкемией, лимфомой и подавлением иммунитета, что может привести к повышенной восприимчивости к хламидиозу.
«Кажется вероятным, что за тысячи лет, прошедших с момента интеграции этого вируса, хозяин-коала страдал от воздействия фитнеса», — сказал Рока. «Возможно, что у разных видов, когда в линию хозяина вторглись ERV, ей пришлось пройти через этот процесс адаптации между хозяином и вирусом, что является очень печальным открытием. Это может быть очень долгий, медленный и болезненный процесс. для вида-хозяина, который человеческие предки много раз переживали и преодолевали в далеком прошлом ".У млекопитающих ретровирусная ДНК связана с развитием плаценты и, как было обнаружено, защищает хозяев от вредных экзогенных ретровирусов.
«Но как только ретровирусы становятся частью хозяина, они начинают помогать хозяину, потому что именно так они выживают», — сказал Рока. «Им будет лучше, если они будут эволюционировать, чтобы защищать хозяина. Со временем пагубные эффекты уменьшаются, а положительные эффекты возрастают».Сохранение популяций коалВ 1900-х годах на коал активно охотились из-за их меха.
В целях сохранения коал несколько особей были переселены на остров у побережья Австралии. Спустя годы инбредная островная популяция была повторно введена в южную Австралию.
Сегодня некоторые из южных коал остаются незараженными, в то время как почти все северные коалы имеют десятки KoRV в своих геномах."Какое из двух зол меньшее?" — сказала Рока. «Вы пытаетесь сохранить генетическое разнообразие, которое присутствует в северных популяциях вместе с ретровирусом, или вы сохраняете южные популяции, у которых нет ретровируса, но они ужасно инбредны?»