Es wurde festgestellt, dass ein infektiöses Gibbon-Affen-Leukämievirus das Genom eines Nagetiers in Neuguinea besiedelt

Ein Forschungsteam hat einen seltenen Fall der Retrovirus-Integration entdeckt. Retroviren sind Viren, die sich vermehren, indem sie ihre Gene in das Genom einer Wirtszelle integrieren. Wenn es sich bei der infizierten Zelle um eine Keimzelle handelt, kann das Retrovirus als „endogenes“ Retrovirus (ERV) an die nächste Generation weitergegeben und als Teil des Wirtsgenoms in dieser Wirtsspezies verbreitet werden.

Bei Wirbeltieren sind ERVs allgegenwärtig und machen manchmal 10 % des Wirtsgenoms aus. Allerdings sind die meisten Retrovirus-Integrationen sehr alt, bereits degradiert und daher inaktiv – ihre anfänglichen Auswirkungen auf die Gesundheit des Wirts wurden durch Millionen von Jahren der Evolution minimiert.

Ein Forscherteam unter der Leitung des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) hat nun einen aktuellen Fall einer Retrovirus-Besiedlung bei einem Nagetier aus Neuguinea, der Weißbauch-Mosaikschwanzratte, entdeckt.

In einem Papier in der Zeitschrift „Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften„, beschreiben sie dieses neue Modell der Virusintegration. Die Beobachtungen zu diesem Prozess werden dazu beitragen, unser Verständnis zu verbessern, wie Retroviren Wirtsgenome umschreiben.

Retroviren, wie der für AIDS verantwortliche Erreger (HIV-1), integrieren sich im Laufe ihres Lebenszyklus in das Genom der Wirtszellen, die sie infizieren. Wenn dies in der Keimbahn (Eizellen oder Zellen, die Spermien produzieren) des Wirts geschieht, kann das Retrovirus tatsächlich zu einem Gen des Wirts selbst werden.

Dieser Prozess kommt offenbar häufig vor, da bis zu 10 % des Genoms der meisten Wirbeltiere aus Überresten solcher uralten Infektionen bestehen. Eines der am besten untersuchten Modelle dieses Prozesses ist das Koala-Retrovirus (KoRV), das derzeit das Koala-Genom besiedelt.

„Was mit dem Virus und dem Wirt während dieses Prozesses der Genombesiedlung passiert, wissen wir nicht, da die meisten dieser Ereignisse vor Millionen von Jahren stattfanden und wir nur die übrig gebliebenen ‚Fossilien‘ des Retrovirus sehen“, sagt Prof. Alex Greenwood, Leiter von die Abteilung Wildtierkrankheiten des Leibniz-IZW.

„Wir wissen auch nicht, was der Wirt während des Infektionsprozesses gesundheitlich erlitten hat. Das Koala-Retrovirus (KoRV) ist eines der wenigen Modelle dieses Prozesses, das in Echtzeit abläuft und bei dem wir die Auswirkungen der Genombesiedlung auf den Wirt beobachten können.“ Tier.“

Mittlerweile gibt es Hinweise darauf, dass KoRV-bezogene Viren in Nagetieren und Fledermäusen in Papua-Neuguinea und Indonesien zirkulieren.

Eine Gruppe unter der Leitung von Greenwood und Dr. Saba Mottaghinia, ehemalige Ph.D. Ein Student in der Abteilung von Greenwood analysierte 278 Proben von sieben Fledermaus- und einer Nagetierfamilie, die in der Australo-Papua-Region (Australien und Neuguinea) endemisch sind. Sie entdeckten ein Retrovirus, das derzeit das Genom eines endemischen Nagetiers aus Neuguinea besiedelt, der Weißbauch-Mosaikschwanzratte (Melomys leucogaster). Dies ist nach KoRV erst das zweite Beispiel eines Retrovirus aus der australisch-papuanischen Region, das ein Genom besiedelt und dabei einen funktionsfähigen viralen Lebenszyklus beibehalten hat.

Die Gibbon-Affen-Leukämieviren (GALV), eine Gruppe von Viren, die in den 1960er Jahren in einer Forschungseinrichtung in Thailand bei Gibbons und Wollaffen entdeckt wurden, sind sehr eng mit KoRV verwandt. Dies ist eine merkwürdige und überraschende Beziehung, da es eine geografische Barriere gibt, die als Wallace-Linie bekannt ist und die Fauna Südostasiens von der Fauna Indonesiens, Papua-Neuguineas und Australiens trennt.

Allerdings gibt es Hinweise darauf, dass die Gibbons und Wollaffen in der Forschungseinrichtung in Thailand mit Viren aus Papua-Neuguinea infiziert wurden. „Die Entdeckung von GALV-ähnlichen Viren in Nagetieren und Fledermäusen bei indonesischen und australischen Nagetieren und Fledermäusen aus Neuguinea legt nahe, dass diese Viren und möglicherweise auch KoRV ihren Ursprung in Neuguinea haben“, sagt Greenwood, der das Forschungsprojekt initiiert hat.

Das Leibniz-IZW-Team untersuchte gemeinsam mit Wissenschaftlern der Charité, des Robert Koch-Instituts, des Max-Delbrück-Centrums, der University of Nicosia, der California State University Fullerton, dem South Australian Museum und dem Museum Victoria 278 Fledermaus- und Nagetierproben aus Australien und Australien Neuguinea für KoRV- und GALV-ähnliche Viren.

Sie entdeckten ein GALV, das Wooly Monkey Virus (WMV), in einer Population der Weißbauch-Mosaikschwanzratte, einem endemischen Nagetier aus Neuguinea. Bei fünf der Ratten aus zwei Sammelstellen in Neuguinea wurde WMV an derselben Stelle in das Genom integriert, was darauf hindeutet, dass es sich als Gen und nicht durch Infektion verbreitet hat, also Teil des Genoms geworden ist. In anderen Populationen von Weißbauch-Mosaikschwanzratten fehlte das Virus jedoch – ähnlich wie bei KoRV bei Koalas, wo alle Koalas in Nordaustralien KoRV in ihrem Genom haben, während es in Südaustralien Koalas gibt, die kein intaktes KoRV haben.

Das Virus, das jetzt als „komplettes Melomys-Wollaffen-Virus“ (cMWMV) bezeichnet wird, war in der Lage, Zelllinien zu infizieren, neue virale Nachkommen zu produzieren, war elektronenmikroskopisch als Viruspartikel sichtbar, die sich von der Zellmembran lösten, und war sogar empfindlich gegenüber dem Virus antiretrovirales Medikament AZT.

„Das Virus weist alle Merkmale eines exogenen infektiösen Retrovirus auf, ist jedoch endogen. Es handelt sich wahrscheinlich um ein sehr junges Kolonisierungsereignis, viel jünger als KoRV“, sagt Dr. Saba Mottaghinia, die Hauptautorin der Studie.

Die Ergebnisse legen nahe, dass cMWMV ein neues Modell für die retrovirale Kolonisierung des Wirtsgenoms ist, die wie bei KoRV in Echtzeit erfolgt, und sie legen auch nahe, dass GALVs wie WMV aus der vielfältigen Fauna Neuguineas stammen. Die Entdeckungen in Neuguinea sind sicherlich noch nicht erschöpft.

„Es gibt Hunderte von Säugetierarten aus dieser Region, die noch nicht untersucht wurden, was darauf hindeutet, dass in dieser Region noch viel mehr Viren und Modelle existieren“, sagt Greenwood.