Кролик Дарвина помог объяснить борьбу с миксоматозом

Новое исследование показывает, как вид кроликов эволюционировал и развил генетическую устойчивость к миксоматозу за почти 70 лет после того, как болезнь опустошила популяции в Австралии, Великобритании и Франции.

Беспрецедентное исследование ДНК кроликов, охватывающее 150 лет и тысячи миль, выявило генетическую основу сопротивления смертельному вирусу миксомы. Международная команда под руководством Кембриджского университета и Института CIBIO в Порту извлекла ДНК почти из 200 кроликов, датируемых 1865–2013 годами, включая одного, принадлежавшего Чарльзу Дарвину. Ученые секвенировали почти 20 000 генов, чтобы определить мутации, появившиеся после пандемий миксоматоза 1950-х годов.

Исследование, опубликованное в журнале Science, установило, что современные кролики в Австралии, Великобритании и Франции приобрели устойчивость к миксоматозу благодаря одним и тем же генетическим изменениям. Устойчивость зависит от совокупного воздействия множественных мутаций в разных генах.

Ведущий автор Джоэл Алвеш: «Мы сравнили кроликов, собранных до вспышки вируса в 1950-х, с современными популяциями, у которых развилась устойчивость, и обнаружили, что одни и те же гены изменились во всех трех странах. Многие из этих генов играют ключевую роль в иммунной системе кролика. Часто эволюция работает через большие изменения в отдельных генах, но наши данные показывают, что устойчивость к миксоматозу, вероятно, развивалась через множество небольших эффектов, распределенных по всему геному».

Три особенно значимые мутации были обнаружены в гене IFN-alpha 21A, который запускает белковую тревогу в клетках кролика при обнаружении вируса. В лаборатории команда произвела форму белка, обнаруженную у кроликов 1950-х годов, и иную форму, найденную сегодня. Старший автор профессор Фрэнсис Джиггинс: «Мы столкнули эти белки с разными штаммами вируса, и именно тогда мы увидели на молекулярном уровне, как кролики боролись все эти годы».

Австралия выпустила миксоматоз на вышедшую из-под контроля популяцию кроликов в 1950 году. Европейский кролик был завезен в страну английским поселенцем Томасом Остином в 1850-х годах. За менее чем три месяца болезнь распространилась на 2000 км и убила 99% зараженных животных. В 1952 году вирус был нелегально завезен во Францию, а в 1953 году достиг Великобритании, приведя к аналогичным разрушительным последствиям.

Ученые вскоре начали отслеживать эволюцию как вируса, так и кроликов, и во всех трех странах наблюдали значительное снижение уровня смертности. Они пришли к выводу, что это связано как со снижением вирулентности болезни, так и с повышением устойчивости кроликов. Пандемии 1950-х годов запустили особенно интенсивный процесс естественного отбора.

Команда собрала исторические образцы из 11 музеев естественной истории. Один из кроликов, чью ДНК секвенировали, принадлежал Чарльзу Дарвину и сейчас хранится в Лондонском музее естественной истории.

В то время, когда популяции кроликов сокращаются по всей Великобритании и континентальной Европе, это исследование может дать ключи к будущему вида. Команда обнаружила, что белок, помогающий кроликам противостоять вирусу миксомы, также оказывает противовирусное действие на неродственный вирус везикулярного стоматита. Мигель Карнейру из CIBIO: «Борясь с миксомой, кролики могли повысить свою устойчивость к другим вирусам, включая, возможно, вирусную геморрагическую болезнь кроликов, которая убивает так много животных сейчас».

Тем временем миксома остается серьезной угрозой. Джоэл Алвеш: «Эволюция вируса, по-видимому, находит способы противодействовать генетическим адаптациям, которые мы наблюдали. Недавние, более вирулентные штаммы вируса миксомы оказались чрезвычайно иммуносупрессивными. Так что гонка вооружений продолжается».