فيروس الكوالا الارتجاعي (KoRV) هو فيروس ، مثل الفيروسات القهقرية الأخرى مثل فيروس نقص المناعة البشرية ، يدخل نفسه في الحمض النووي للخلية المصابة. في مرحلة ما خلال الـ 50,000 عام الماضية ، أصاب فيروس كورونا المستجد البويضات أو خلايا الحيوانات المنوية من الكوالا ، مما أدى إلى نسل يحمل الفيروس القهقري في كل خلية في الجسم. تحمل الآن مجموعة الكوالا بأكملها في كوينزلاند ونيو ساوث ويلز في أستراليا نسخًا من KoRV في جينومها. لقد تعرضت جميع الحيوانات ، بما في ذلك البشر ، لعدوى مماثلة من "الخط الجرثومي" بواسطة الفيروسات القهقرية في مرحلة ما من تاريخها التطوري وتحتوي على العديد من الفيروسات القهقرية القديمة في جينوماتها. لقد تحوّلت هذه الفيروسات القهقرية ، على مدى ملايين السنين ، إلى أشكال متدهورة وغير نشطة لم تعد ضارة بالمضيف. نظرًا لحدوث هذه العملية في معظم الأنواع الحيوانية منذ ملايين السنين ، فإن الآثار الصحية المباشرة على المضيف في ذلك الوقت غير معروفة ، لكن يُشتبه لبعض الوقت أن غزو الجينوم بواسطة فيروس ارتجاعي قد يكون له آثار صحية ضارة كبيرة. الكوالا في مرحلة مبكرة جدًا من هذه العملية عندما لا يزال الفيروس القهقرى نشطًا ويمكن دراسة هذه الآثار الصحية.

نظرًا لأن الفيروسات القهقرية يمكن أن تسبب السرطان ، فقد كان يُعتقد أن هناك ارتباطًا بين فيروس كورونا المستجد والتردد العالي للورم الليمفاوي وسرطان الدم وأنواع السرطان الأخرى في الكوالا من شمال أستراليا. للتحقيق في هذا الارتباط ، قام العلماء في Leibniz-IZW بتسلسل الحمض النووي من الكوالا البرية التي تعاني من السرطان. سمح لهم ذلك بالكشف الدقيق عن عدد نسخ KoRV في جينومات الكوالا وتحديد المواقع الدقيقة التي أدخل فيها الفيروس القهقري الحمض النووي الخاص به. من خلال مقارنة هذه المعلومات بين الأنسجة السليمة والورم في الكوالا المنفردة ، ومن خلال مقارنة مواقع الإدراج بين أفراد الكوالا ، وجدوا روابط متعددة بين KoRV والجينات المعروفة بأنها متورطة في نوع السرطانات التي تتعرض لها الكوالا.

يحمل كل كوال ما بين 80 و 100 نسخة موروثة من KoRV في جينومه. لا تتم مشاركة المواقع الجينومية لمعظم هذه الكائنات بين الكوالا ، مما يشير إلى التوسع السريع وتراكم نسخ KoRV في السكان. يقول البروفيسور أليكس غرينوود ، رئيس قسم أمراض الحياة البرية في Leibniz-IZW: في كل مرة تنسخ الفيروسات القهقرية وتعيد إدخال نفسها في الجينوم ، فإنها تسبب طفرة ، مما قد يؤدي إلى تعطيل التعبير الجيني ، مما قد يضر بالمضيف. هذا يعني أنه من خلال نسخ نفسها بشكل متكرر إلى مواقع جديدة في الجينوم ، فإن KoRV يمنح حاليًا حمولة طفرة عالية على سكان الكوالا. تحتوي أنسجة الورم على العديد من النسخ الجديدة من KoRV ، مما يشير إلى أن KoRV أكثر نشاطًا في الخلايا السرطانية. كانت هذه النسخ بشكل عام قريبة من الجينات المرتبطة بالسرطان. أثرت عمليات الإدخال الجديدة لـ KoRV في أنسجة الورم على تعبير الجينات في المنطقة المجاورة لها. يمكن أن تؤدي مثل هذه التغييرات في التعبير الجيني المرتبط بالسرطان إلى زيادة نمو الخلايا وتكاثرها ، مما يؤدي إلى الأورام. على الرغم من أن هناك عوامل أخرى قد تساهم أيضًا في الإصابة بالسرطان في الكوالا ، إلا أن العبء الطفري الناتج عن فيروس كورونا المستجد يزيد على الأرجح من تواتر الخلايا السرطانية وقد يقصر وقت تطور السرطان.

في أحد الكوالا ، تم العثور على نسخة من KoRV تضمنت جينًا كاملًا مرتبطًا بالسرطان من جينوم الكوالا في تسلسل الحمض النووي الخاص به. زاد هذا التعبير عن هذا الجين بشكل كبير وعلى الأرجح تسبب في الإصابة بالسرطان في هذا الكوالا بالذات. إذا كان هذا الفيروس المتحور قابلاً للانتقال ، فسيكون ذلك مصدر قلق كبير لجهود الحفاظ على الكوالا. تشير مقارنة الموقع الجينومي لـ KoRVs بين الكوالا أيضًا إلى أن KoRV قد يهيئ الكوالا ذات الصلة لأورام معينة ، مع مشاركة الكوالا في إدخال KoRV في جينات محددة مرتبطة بالسرطان تعاني من أنواع مماثلة من السرطان والتي يمكن أن تنقلها إلى ذريتهم. في جميع حيوانات الكوالا التي تمت دراستها ، كانت هناك "نقاط ساخنة" في الجينوم حيث يُدخل KoRV نفسه بشكل متكرر. تقع هذه البقع الساخنة أيضًا بالقرب من الجينات المرتبطة بالسرطان. "باختصار إذن ، وجدنا روابط متعددة على المستوى الجينومي بين الجينات المرتبطة بالسرطان و KoRV ، مما يكشف عن الطرق التي يكمن بها KoRV في التكرار العالي للسرطان في الكوالا ،" يوضح جايل مكيوين ، العالم في Leibniz-IZW.

تسلط النتائج الضوء على العواقب الصحية الضارة التي يمكن أن تعاني منها أنواع الحياة البرية بعد الإصابة بالفيروسات القهقرية. تعرضت غزوات السلالة الجرثومية مرارًا وتكرارًا خلال تطور الفقاريات وشكلت جينومات الفقاريات ، بما في ذلك النسب المؤدية إلى الإنسان الحديث. كانت هذه على الأرجح مرتبطة بآثار صحية ضارة خطيرة ، والتي يجب تحملها والتغلب عليها لضمان بقاء الأنواع. أظهر العلماء في Leibniz-IZW سابقًا أن الفيروسات القهقرية القديمة الموجودة في جينوم الكوالا تساعد في التدهور السريع لـ KoRV. يجد الكوال نفسه في سباق للبقاء على قيد الحياة من آثار KoRV لفترة كافية بحيث يتحلل الفيروس. بالنظر إلى التهديدات العديدة التي يتعرض لها الكوالا ، فإنه سباق يحتاجون إلى الفوز به.

# # #

منشور

McEwen GK، Alquezar-Planas DE، Dayaram A، Gillett A، Tarlinton R، Mongan N، Chappell KJ، Henning J، Tan M، Timms P، Young PR، Roca AL، Greenwood AD (2021): تكاملات Retroviral تساهم في مضيف مرتفع معدلات الإصابة بالسرطان أثناء غزو السلالة الجرثومية. نات كوم.
doi:10.1038/s41467-021-21612-7.

اتصل بنا

معهد لايبنيز لأبحاث حدائق الحيوانات والحياة البرية (IZW)
في Forschungsverbund Berlin eV

ألفريد كوالك شارع. 17

10315 برلين
ألمانيا

أليكس د غرينوود
(greenwood@izw-berlin.de)

رئيس قسم أمراض الحياة الفطرية

الهاتف. + 49 0 30 51 68

جايل كيه ماكيوين
(mcewen@izw-berlin.de)

عالم

الهاتف. + 49 0 30 51 68

ستيفن سيت
(seet@izw-berlin.de)

رئيس علوم الاتصالات

هاتف: + 49 (0) 177 857 26 73