Новое исследование распространения ретровируса среди популяций диких коал в Квинсленде, Австралия, позволяет лучше понять эволюцию генома животного.

Опубликованная в этом месяце в журнале Cell учеными из Медицинской школы имени Чана при Массачусетском университете и Университета Квинсленда, статья объясняет, как животные адаптировали геномный иммунитет к ретровирусу коалы (KoRV-A), отключив или заглушив его, так как он становится компонентом генома. Это важно, поскольку большинство диких коал рождаются с этим патогеном как частью своего генетического материала.

KoRV-A распространяется среди диких коал, заражая половые клетки , из которых производятся яйцеклетки и сперматозоиды, подавляя иммунную систему и делая животных восприимчивыми к раку и вторичной хламидиозной инфекции.

Ученые сообщают, что копия вируса захватывается геном хозяина, а зародышевые клетки перерабатывают продукт этого модифицированного гена в небольшие фрагменты РНК «анти-KoRV-A», известные как piRNA. Последовательности вируса, захваченные в piRNA, используются для поиска копий патогена в геноме, отключая их.

«Вирус впервые заразил коал в северной части Австралии и распространяется на юг, одновременно заражая половые клетки и становясь компонентом генома. Распространение с севера на юг позволило нам наблюдать, как половые клетки учатся контролировать совершенно новую инфекцию», — сказал Уильям Э. Теркауф, доктор философии, профессор молекулярной медицины в Массачусетском университете в Чане.

В команду Чана из Массачусетского университета входят Чжипин Вэн, доктор философии, заведующий кафедрой биомедицинских исследований имени Ли Вэйбо и профессор геномики и вычислительной биологии ; Джереми Любан, доктор медицины, профессор кафедры исследований СПИДа имени Дэвида Дж. Фрилендера и профессор молекулярной медицины; Тяньсюн Ю, доктор философии, научный сотрудник, работающий в лаборатории доктора Вэна.

Ретровирусы могут вызывать серьезные заболевания, а также сыграли заметную роль в формировании эволюции человека . На протяжении миллионов лет эволюции человека ретровирусы влияли на процессы развития. Гены, полученные от ретровирусов, были «захвачены» для развития плаценты и хранения информации в мозге. Вэн подчеркнул значимость вирусного вторжения в диких коал для понимания эволюции генома и ее более широких последствий для геномов других млекопитающих.

«У млекопитающих последнее вирусное вторжение в зародышевую линию произошло миллионы лет назад. По оценкам, это вторжение произошло в диапазоне 5000 лет назад и все еще продолжается. Изучение того, как контролируется этот вирус, показывает, как вирусы модифицировали геномы других млекопитающих», — сказал Вэн.

Команда UMass Chan сотрудничает с Кейтом Чаппеллом, доктором философии, профессором Университета Квинсленда; постдокторантом Микаэлой Блайтон, доктором философии; и их командой. Доктор Чаппелл подчеркнула уникальную возможность, которую представляет популяция коал.

«Из всех видов на планете коала — единственный, у которого мы можем наблюдать генетический ответ на ретровирус в режиме реального времени», — сказал доктор Чаппелл. «Это позволяет исследователям изучить, как именно реагируют эти знаковые создания. Это довольно удивительная ситуация».