莱布尼茨动物园和野生动物研究所(IZW) 野生考拉
学分:A
吉勒特 考拉逆转录病毒(KoRV)是一种病毒,像其他逆转录病毒如艾滋病毒一样,将自身插入受感染细胞的DNA中
在过去50,000年的某个时候,KoRV已经感染了考拉的卵细胞或精子细胞,导致后代体内的每个细胞都携带逆转录病毒
澳大利亚昆士兰州和新南威尔士州的所有考拉群体现在都在他们的基因组中携带了柯尔夫病毒的拷贝
包括人类在内的所有动物,在其进化史的某一时刻都经历过类似的逆转录病毒的生殖系感染,并且在它们的基因组中含有许多古老的逆转录病毒
经过数百万年,这些逆转录病毒已经突变成对宿主不再有害的降解的、无活性的形式
由于在大多数动物物种中,这一过程发生在数百万年前,当时对宿主的直接健康影响尚不清楚,但一段时间以来,人们一直怀疑逆转录病毒对基因组的入侵可能会对健康产生相当不利的影响
树袋熊处于这个过程的非常早期阶段,此时逆转录病毒仍然活跃,可以研究这些健康影响
由于逆转录病毒可以导致癌症,人们认为KoRV与澳大利亚北部考拉的淋巴瘤、白血病和其他癌症的高发病率之间存在联系
为了研究这种联系,莱布尼茨-IZW大学的科学家对患有癌症的野生考拉进行了基因测序
这使得他们能够准确地检测考拉基因组中KoRV的拷贝数,并确定逆转录病毒插入其DNA的准确位置
通过比较单只考拉健康组织和肿瘤组织的信息,以及考拉个体之间插入位点的比较,他们发现了KoRV和已知与考拉易患的癌症有关的基因之间的多重联系
“每只考拉的基因组中都携带着大约80-100个遗传的柯尔夫病毒拷贝
其中大多数的基因组位置在考拉之间并不共享,这表明群体中KoRV拷贝的快速扩展和积累
莱布尼茨-IZW大学野生动物疾病系主任亚历克斯·格林伍德教授说:“逆转录病毒每次复制并重新插入基因组时,都会引起突变,可能会破坏基因表达,对宿主有害。”
这意味着,通过频繁地将自己复制到基因组的新位置,KoRV目前正在给考拉种群带来高突变负荷
肿瘤组织含有许多新的KoRV拷贝,表明KoRV在肿瘤细胞中更活跃
这些拷贝通常位于与癌症相关的基因附近
肿瘤组织中新的KoRV插入影响了其附近基因的表达
这种与癌症相关的基因表达变化会导致细胞生长和增殖增加,从而导致肿瘤
虽然其他因素也可能导致考拉的癌症,但KoRV的突变负担可能会增加细胞癌变的频率,并可能缩短癌症发展的时间
在一只考拉身上,发现了一个KoRV的拷贝,它将考拉基因组中的一个完整的癌症相关基因整合到了它的DNA序列中
这极大地增加了这种基因的表达,很可能导致了这只考拉的癌症
如果这种变异病毒可以传播,这将是考拉保护工作的一个严重问题
比较考拉之间的KoRV的基因组位置还表明,KoRV可能使相关考拉倾向于特定的肿瘤,考拉在特定的癌症相关基因中共享KoRV插入片段,患有类似类型的癌症,它们可以将这些基因传递给后代
在所有被研究的考拉中,在基因组中有“热点”,KoRV经常插入自己
这些热点也位于与癌症相关的基因附近
“总之,我们在基因组水平上发现了癌症相关基因和KoRV之间的多重联系,揭示了KoRV是树袋熊癌症高发的原因,”莱布尼茨-IZW大学的科学家盖尔·麦克文解释道
研究结果强调了野生动物物种在逆转录病毒感染种系后可能遭受的有害健康后果
种系入侵在脊椎动物进化过程中反复出现,并塑造了脊椎动物的基因组,包括导致现代人类的谱系
这些很可能与严重的有害健康影响有关,为了确保物种的生存,必须忍受和克服这些影响
莱布尼茨-IZW大学的科学家先前已经表明考拉基因组中存在的旧逆转录病毒有助于柯尔夫病毒的快速降解
考拉发现自己处于一场竞争中,要在KoRV的影响下存活足够长的时间,以便病毒被降解
考虑到树袋熊面临的诸多威胁,这是一场它们需要赢得的比赛
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