Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Hvordan utviklet koala retrovirusgenomet

Anonim

Retrovirus invaderte koalasens genom med sterkt patologiske effekter: virusene svekker immunforsvaret og truer levedyktigheten til den allerede reduserte koala-befolkningen. Et internasjonalt team av forskere fra Europa og Nord-Amerika brukte nå teknikken til hybridiseringsfangst for å analysere hele genomet av koala retrovirus og brukte museumsprøver til å overvåke dens variasjon over 130 år. Resultatene ble nettopp publisert i den vitenskapelige online-journal PLOS ONE.

annonse


I motsetning til andre virus må retrovirus kopiere sitt genetiske materiale inn i vertsgenomet som en del av deres livssyklus. Noen ganger kan et retrovirus integrere i vertsens reproduktive celler som gir opphav til fremtidige generasjoner, og dermed bli en permanent del av vertsgenomet. Koala retroviruset (KoRV) er patogenet til Koala Immune Deficiency Syndrome (KIDS), en AIDS-lignende immunodefekt. Mange generasjoner av koala-befolkningen lider under prosessen med retroviral endogenisering, prosessen med innledende kimlinjevirkning. KoRV er allestedsnærværende blant nordlige australske koalaer, men er mindre vanlig i sørlige australske fastlands- og øyepopulasjoner.

For å finne ut hvordan retrovirus invaderer kimen til sine verter, et internasjonalt team av forskere fra Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research (IZW) i Berlin, California State University, Zoo i Wien, National Museum of Natural Historien i Washington og University of Illinois i Urbana-Champaign brukte en teknikk som kalles hybridiseringsfangst. Denne metoden tillater identifisering av hele genomsekvenser av KoRV, det eneste kjente retroviruset som for tiden invaderer sin vertsgrenselinje, fra koala museumskinn fra slutten av 19 og over det 20. århundre og derfor kunne studere 130 års KoRV-evolusjon .

Tidligere analyser av teamet, som brukte polymerase Chain Reaction (PCR) -baserte metoder, var bare i stand til å isolere et enkelt viralt gen med stor innsats. Ved hjelp av teknikken for hybridiseringsfangst kunne hele retrovirusgenomet og plasseringen av retroviruset i koala-genomet undersøkes samtidig med langt mindre innsats. Under hybridiseringsfangst, blir "biblioteket" DNA som inneholder sekvensen av KoRV immobilisert på perler og tjener som agn. Det målrettede DNA fra forskjellige prøver binder seg til dem og det ikke-spesifikke DNA vaskes bort. Med denne metoden kunne forskerne finne sekvenser med høy dekning over hele lengden av KoRV fra både museumsprøver og moderne genomisk DNA.

Anvendelsen av komplisert matematisk proteinmodellering viste at seleksjonstrykket på viruset for å endre seg, synes å være veldig mildt. Det er derfor forskerne konsentrert seg om konvoluttgenet som gjør at viruset kan binde seg til og invadere celler. Totalt var viruset veldig stabilt og endret lite. Resultatene tyder på at i ca. 130 år syntes hele proviralgenomet å være konservert over tid i sekvens, proteinstruktur og transkripsjonsbindingssteder. Nylig beskrevne og muligens flere patogene varianter kjent som KoRV-B og KoRV-J ble ikke funnet i museumseksempler som støtter hypotesen om at de først har oppstått. Dette indikerer også at KoRV, mens det er generelt stabilt, kan endre seg raskt med uforutsette patologiske utfall.

"Resultatene tyder på at endogenisering av et retrovirus kan skje ofte og ganske raskt, i utgangspunktet uten mye forandring i viruset, og at det blir en del av genomet av alle medlemmer av en vertsart, tar det svært lang tid", sa prof Alex Greenwood, hovedforsker av studien. Funnene indikerer at dannelsen av en stor del av pattedyr genomene involverte raske hendelser hos enkeltpersoner eller populasjoner, men tok svært lang tid å bli en standard funksjon av arten. Dette antyder at slike prosesser kan forekomme akkurat nå observerte i mange arter.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Forschungsverbund Berlin eV (FVB) . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Kyriakos Tsangaras, Matthew C. Siracusa, Nikolas Nikolaidis, Yasuko Ishida, Pin Cui, Hanna Vielgrader, Kristofer M. Helgen, Alfred L. Roca, Alex D. Greenwood. Hybridisering Capture avslører evolusjon og bevaring over hele Koala Retrovirus Genome . PLoS ONE, 2014; 9 (4): e95633 DOI: 10.1371 / journal.pone.0095633