Ретровирусы переписывают геном коалы и вызывают рак

Ретровирус коалы (KoRV) встраивается в ДНК заражённой клетки, как и другие ретровирусы (например, ВИЧ). За последние 50 000 лет KoRV заразил половые клетки (яйцеклетки или сперматозоиды) коал, что привело к появлению потомства, несущего вирус в каждой клетке тела. Вся популяция коал в Квинсленде и Новом Южном Уэльсе (Австралия) теперь имеет копии KoRV в своём геноме.

Подобные заражения зародышевой линии ретровирусами происходили в эволюционной истории всех животных, включая человека. Со временем (миллионы лет) эти вирусы мутировали в деградировавшие, неактивные формы. У коал этот процесс находится на очень ранней стадии, когда ретровирус ещё активен, что позволяет изучать его непосредственное влияние на здоровье.

Учёные из Leibniz-IZW исследовали связь между активным KoRV и высокой частотой лимфомы, лейкемии и других видов рака у коал из северной Австралии. Они секвенировали ДНК диких коал, больных раком, чтобы определить количество копий KoRV и точные места их встройки в геном.

Ключевые выводы исследования:

• Высокая мутационная нагрузка: Каждая коала несёт в геноме около 80–100 унаследованных копий KoRV. Их расположение в геноме у разных особей различно, что указывает на быстрое расширение и накопление копий вируса в популяции. Каждая новая встройка — это мутация, потенциально нарушающая работу генов.
• Активность в опухолях: В опухолевых тканях обнаружено много новых копий KoRV, что говорит о повышенной активности вируса в раковых клетках. Эти новые встройки, как правило, располагались рядом с генами, связанными с раком, и влияли на их экспрессию, что может стимулировать рост опухоли.
• Захват онкогена: У одной коалы была обнаружена копия KoRV, которая включила в свою последовательность целый ген коалы, связанный с раком. Это резко увеличило экспрессию данного гена и, вероятно, вызвало рак у этой особи. Если такой мутировавший вирус заразен, это представляет серьёзную угрозу для сохранения вида.
• «Горячие точки» встройки: В геноме коал существуют участки («горячие точки»), куда KoRV встраивается особенно часто. Эти участки также расположены вблизи генов, ассоциированных с раком.
• Наследственная предрасположенность: Сравнение мест встройки KoRV у разных коал позволяет предположить, что вирус может предрасполагать родственных особей к определённым типам опухолей, которые могут передаваться потомству.

Исследование показывает серьёзные последствия для здоровья диких видов после заражения зародышевой линии активными ретровирусами. Коала оказалась в «гонке»: ей необходимо пережить разрушительное воздействие KoRV достаточно долго, чтобы вирус в её геноме деградировал и стал неактивным, как это произошло у других видов миллионы лет назад.