コアラレトロウイルス（KoRV）は、HIVなどの他のレトロウイルスと同様に、感染した細胞のDNAに自分自身を挿入するウイルスです。 過去50,000万年のある時点で、KoRVはコアラの卵子または精子細胞に感染し、体のすべての細胞にレトロウイルスを運ぶ子孫を生み出しました。 オーストラリアのクイーンズランド州とニューサウスウェールズ州のコアラの全人口は、現在、ゲノムにKoRVのコピーを持っています。 人間を含むすべての動物は、進化の歴史のある時点でレトロウイルスによる同様の「生殖細胞系列」感染を経験しており、ゲノムに多くの古代レトロウイルスが含まれています。 これらのレトロウイルスは、何百万年もの間、宿主に害を及ぼさない分解された不活性な形態に変異してきました。 ほとんどの動物種では、このプロセスは数百万年前に発生したため、その時点での宿主への即時の健康影響は不明ですが、レトロウイルスによるゲノムへの侵入がかなりの健康への悪影響をもたらす可能性があるとしばらくの間疑われてきました。 コアラはこのプロセスの非常に初期の段階にあり、レトロウイルスがまだ活性であり、これらの健康への影響を調べることができます。

レトロウイルスは癌を引き起こす可能性があるため、KoRVと、オーストラリア北部のコアラにおけるリンパ腫、白血病、その他の癌の高頻度との間に関連があると考えられていました。 このリンクを調査するために、ライプニッツ-IZWの科学者は、ガンに苦しむ野生のコアラからDNAの配列を決定しました。 これにより、コアラゲノム内のKoRVのコピー数を正確に検出し、レトロウイルスがDNAを挿入した正確な位置を特定することができました。 単一のコアラの健康な組織と腫瘍組織の間でこの情報を比較し、コアラの個体間の挿入部位を比較することによって、コアラが発生しやすい種類の癌に関与することが知られている遺伝子とKoRVの間に複数のリンクを見つけました。

「各コアラは、そのゲノムに約80〜100のKoRVの継承されたコピーを持っています。 これらのほとんどのゲノム上の位置はコアラ間で共有されておらず、集団におけるKoRVコピーの急速な拡大と蓄積を示しています。 レトロウイルスが自分自身をコピーしてゲノムに再挿入するたびに、突然変異を引き起こし、遺伝子発現を破壊する可能性があります。これは、宿主に有害である可能性があります」と、ライプニッツIZWの野生生物病部門の責任者であるアレックスグリーンウッド教授は述べています。 これは、KoRVがゲノム内の新しい場所に頻繁に自分自身をコピーすることにより、コアラの個体群に高い突然変異負荷を与えていることを意味します。 腫瘍組織にはKoRVの多くの新しいコピーが含まれており、KoRVが腫瘍細胞でより活性であることを示しています。 これらのコピーは一般に、癌に関連する遺伝子の近くにありました。 腫瘍組織への新しいKoRVの挿入は、それらの近くの遺伝子の発現に影響を及ぼしました。 癌に関連する遺伝子発現のそのような変化は、細胞の成長と増殖の増加を引き起こし、腫瘍を引き起こす可能性があります。 他の要因もコアラの癌に寄与する可能性がありますが、KoRVによる突然変異の負担により、細胞が癌化する頻度が増加し、癌が発生する時間が短縮される可能性があります。

あるコアラでは、コアラのゲノムからそのDNA配列に癌関連遺伝子全体が組み込まれたKoRVのコピーが見つかりました。 これにより、この遺伝子の発現が大幅に増加し、この特定のコアラで癌を引き起こした可能性が最も高いです。 この変異したウイルスが伝染するのであれば、コアラの保護活動にとって重大な懸念となるでしょう。 コアラ間のKoRVのゲノム位置を比較すると、コアラは関連するコアラを特定の腫瘍にかかりやすくする可能性があり、コアラは、子孫に受け継がれる可能性のある同様の種類の癌に苦しむ特定の癌関連遺伝子にKoRV挿入を共有する可能性があります。 研究されたすべてのコアラにわたって、KoRVが頻繁にそれ自体を挿入するゲノムに「ホットスポット」がありました。 これらのホットスポットは、癌に関連する遺伝子の近くにもありました。 「要約すると、癌関連遺伝子とKoRVの間にゲノムレベルで複数のリンクがあり、KoRVがコアラの高頻度の癌の根底にある方法を明らかにしています」とLeibniz-IZWの科学者であるGayleMcEwenは説明します。

結果は、野生生物種がレトロウイルスによる生殖細胞系感染に続いて苦しむ可能性がある健康への悪影響を浮き彫りにしている。 生殖細胞系列の侵入は脊椎動物の進化の間に繰り返し経験されており、現代の人間につながる系統を含む脊椎動物のゲノムを形作っています。 これらは、種の生存を確保するために耐え、克服しなければならない深刻な健康への悪影響と関連している可能性が最も高いです。 Leibniz-IZWの科学者は、コアラゲノムに存在する古いレトロウイルスがKoRVの急速な分解を助けることを以前に示しました。 コアラは、ウイルスが分解されるのに十分な時間、KoRVの影響を乗り切るための競争に巻き込まれています。 コアラに対する多くの脅威を考えると、それは彼らが勝つ必要があるレースです。

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出版

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）：レトロウイルスの統合は宿主の上昇に寄与する生殖細胞系列侵入中のがん発生率。 NAT通信.
doi:10.1038/s41467-021-21612-7.

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