生存种族:逆转录病毒正在重塑考拉基因组并导致癌症

野外的考拉

Koala在野外。信用:A.Gillett

考拉逆转录病毒(Korv)是一种病毒,如其他逆转录病毒,如艾滋病毒,将自己插入到脱氧核糖核酸受感染的细胞。在过去的50,000年的某些时候,Korv感染了考拉的卵子或精子细胞,导致后代,在身体中每种细胞中携带逆转录病毒。

澳大利亚的整个考拉人口和澳大利亚的新南威尔士州现在在他们的基因组中携带korv的副本。所有动物,包括人类,在其进化史上的某些时候通过逆转录病毒通过了类似的“细菌系”感染,并在其基因组中含有许多古代逆转录病毒。这些逆转录病毒有超过数百万年的突变变为退化,非活动形式,这些形式不再对主机有害。

由于在大多数动物物种中,此过程发生了数百万年前,那时对当时的宿主的立即健康影响是未知的,但是已怀疑一段时间,逆转录病毒的基因组的侵袭可能具有相当大的不利健康影响。当逆转录病毒仍然活跃时,考拉是在这个过程的早期阶段,并且可以研究这些健康效果。

由于逆转录病毒可以引起癌症,因此据认为,korv与澳大利亚北部考瓜中的淋巴瘤,白血病等癌症之间存在联系。为了调查此联系,Leibniz-IZW的科学家来自患有癌症的野生考拉测序的DNA。这允许它们准确地检测Koala基因组中Korv的副本数,并确定逆转录病毒插入其DNA的精确位置。通过将其在单一考拉中的健康和肿瘤组织之间的信息进行比较,并通过比较考拉个体之间的插入位点,它们发现了korv和已知参与Koalas倾向于癌症的基因之间的多种环节。

“每个考拉在其基因组中携带大约80-100个遗传的korv。大多数这些的基因组位数不在考拉之间共享,表明历史迅速膨胀和积累的人群中的korv副本。每次逆转录病毒复制并重新插入到基因组中,它会导致突变,潜在地破坏对主机有害的基因表达,“莱布尼兹-IZW野生动物疾病部门的主管亚历克斯格林伍德教授说。这意味着,通过经常将自己复制到基因组中的新位置,Korv目前赋予了考拉人群的高突变载荷。

肿瘤组织含有许多Korv拷贝,表明Korv在肿瘤细胞中更活跃。这些副本通常位于与癌症相关的基因附近。肿瘤组织中的新Korv插入影响了其附近基因的表达。与癌症相关的基因表达的这种变化会导致细胞生长和增殖增加,这导致肿瘤。虽然其他因素也可能导致考拉中的癌症,但是korv的突变负担可能会增加细胞变得癌变的频率,并且可能缩短癌症的时间发展。

在一个考拉中,发现了korv的副本,其将整个癌症相关基因从考拉基因组纳入其DNA序列。这种基因的表达大大增加,最有可能在这种特定考拉中引起癌症。如果这种突变的病毒是可传播的,那么考古拉保护努力会严重关切。比较Koalas之间Korvs的基因组定位还表明Korv可以将相关的考拉倾向于特定的肿瘤,Koalas共享患有类似类型癌症的特异性癌症相关基因的Korv插入,它们可以传递给他们的后代。在研究所有考拉,在基因组中有“热点”,Korv经常插入自身。这些热点也位于与癌症相关的基因附近。“概述总结,我们在癌症相关基因和korv之间的基因组水平上发现了多种环节,揭示了Korv在Koalas中癌症的高频率下降的方式,”莱布尼兹-IZW的科学家解释道。

结果突出了野生动物物种在逆转录病毒术后种系感染患有的有害健康后果。在脊椎动物进化期间,种系侵权已经多次经历,并且具有形状的脊椎动物基因组,包括导致现代人的血统。这些最可能与严重的有害健康效果有关,必须忍受和克服以确保物种生存。Leibniz-Izw的科学家曾表明,Koala基因组中存在的旧逆转录病毒有助于Korv的快速降解。考拉在竞争中发现了在足够退化的病毒的korv效果的比赛中。考虑到对考拉的许多威胁,它是他们赢得的竞争。

参考文献:“逆转录血管集成有助于种系侵犯期间升高的宿主癌症率”“通过Gayle K. Mcewen,David E. Alquezar-Planas,Anisha Dayaram,Amber Gillett,Rachael Tarlinton,Nigel Mongan,Keith J. Chappell,Joerg Henning,Milton Tan,Peter Timms,Paul R. Young,Alfred L. Roca和Alex D. Greenwood,2月26日2021年,自然通信
DOI:10.1038 / S41467-021-21612-7

是第一个评论论“生存率种族:逆转录病毒重新编写考拉基因组并导致癌症”

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