El genoma humano está plagado de retrovirus endógenos: pequeñas piezas de ADN de retrovirus degradado y generalmente inofensivo transmitido de generación en generación, junto con nuestra propia información genética. Debido a que la mayoría de los retrovirus endógenos han sido parte de nuestro ADN durante millones de años, los científicosno puedo explicar cómo pasaron de sus formas virulentas que causan enfermedades a los fragmentos inertes de "ADN basura", la mayoría de ellos son hoy. Un nuevo estudio publicado hoy en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias mira a los koalas para obtener una respuesta
"En los humanos, los grupos de retrovirus endógenos más jóvenes conocidos tienen alrededor de 5 millones de años. Eso hace que sea muy difícil decir lo que sucedió. Pero el koala es una de las pocas especies conocidas por tener una invasión continua de la línea germinal por un retrovirus", dice Alfred Roca, uno de los autores del estudio y profesor asociado en el Departamento de Ciencias Animales de la Universidad de Illinois.
Al igual que otros virus, los retrovirus atacan primero desde el exterior. Entran en el cuerpo, se fusionan con las células para liberar su contenido e insertan fragmentos de su ADN en el código genético del huésped, secuestrando la maquinaria de replicación del ADN del huésped para producir máscopias de sí mismos.
Pero si encuentran su camino hacia los espermatozoides y los óvulos, los genes retrovirales pueden transmitirse a la descendencia del huésped, convirtiéndose en una parte permanente del genoma reproductivo, también conocido como la línea germinal.
Al principio, los nuevos retrovirus endógenos pueden continuar replicándose con efectos desastrosos para el huésped. Pero con el tiempo, las secuencias dejan de codificar los retrovirus que causan enfermedades y, en cambio, se convierten en "ADN basura" inerte. Hasta ahora, los científicos solo podían adivinar por quéy cómo sucedió esto.
"Creemos que la presión de los virus externos es hacer muchas copias de ellos mismos e infectar a más personas. Pero una vez que el virus se convierta en parte de la línea germinal del huésped, la presión será que deje al huésped solo porque el huéspedse necesita para reproducir la secuencia ", dice Roca." Tiene que jugar bien o de lo contrario desaparece. La pregunta es ¿cómo se lleva a cabo este proceso? "
Debido a que el retrovirus del koala todavía es relativamente joven, menos de 50,000 años de edad, y aún no está en una ubicación fija dentro del genoma del koala, los científicos podrían monitorear sus interacciones con el genoma del koala en tiempo real.
Sorprendentemente, el genoma del koala está luchando contra el fuego con fuego.
Los investigadores encontraron que un elemento retroviral endógeno antiguo y no relacionado se está insertando en el nuevo retrovirus mediante recombinación, desactivándolo. En lugar de codificar proteínas que se vuelven a ensamblar en un retrovirus infeccioso, la secuencia recombinante no codifica nada.
"Podríamos haber encontrado evidencia de un mecanismo de defensa molecular de los hospedadores contra nuevos ataques retrovirales, mediado por elementos retrovirales más antiguos", dice Ulrike Löber, investigadora del Instituto Leibniz para la Investigación de Zoológicos y Vida Silvestre en Berlín y la primera autora del estudio.
Alex Greenwood, también del Instituto Leibniz, dirigió el estudio. Agrega: "El estudio enfatiza lo poco que sabemos sobre la diversidad y los reservorios de retrovirus entre la vida silvestre. El koala, una especie que generalmente no está asociada con avances biomédicos, está proporcionandoinformación clave sobre un proceso que ha dado forma al 8 por ciento del genoma humano, y probablemente nos muestra lo que sucedió hace millones de años cuando los retrovirus invadieron la línea germinal humana ".
Desafortunadamente para los koalas, es probable que la degradación completa del retrovirus del koala tarde mucho, mucho tiempo, probablemente en los cientos de miles de años. Mientras tanto, la mayoría de los koalas, especialmente en el norte de Australia, continuarán sufriendo decánceres ligados a retrovirus y supresión inmune, que conducen a enfermedades secundarias como clamidia
Pero mientras se libra la batalla de virus a virus, puede haber formas en que los científicos pueden ayudar.
"El genoma completo del koala ha sido fundamental para demostrar que un koala individual puede tener muchas, más de cien inserciones de retrovirus de koala en su genoma. Esta información nos permitirá determinar qué cepas son más peligrosas y ayudarcon el desarrollo de una vacuna contra el retrovirus del koala ", dice la coautora del estudio Rebecca Johnson, del Museo Australiano, quien dirigió un esfuerzo reciente para secuenciar el genoma del koala.
El artículo, "Degradación y movilización de retrovirus endógenos por recombinación durante las primeras etapas de la invasión de la línea germinal", se publica en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias . Los autores incluyen Ulrike Lober, Matthew Hobbs, Anish Dayaram, Kyriakos Tsangaras, Kiersten Jones, David Alquezar-Planas, Yasuko Ishida, Joanne Meers, Jens Mayer, Claudia Quedenau, Wei Chen, Rebecca Johnson, Peter Timms, Paul Young, AlfredRoca y Alex Greenwood.
El apoyo para la investigación fue proporcionado por la Fundación Australiana del Museo, BioPlatforms Australia, el Fondo Ambiental de Nueva Gales del Sur, el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales NIGMS, la Fundación Animal de Morris y el Deutscher Akademischer Austauschdienst.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y del Medio Ambiente de la Universidad de Illinois . Original escrito por Lauren Quinn. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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