Эндогенный вирусный элемент
Эндогенный вирусный элемент ( EVE ) — это последовательность ДНК , полученная из вируса и присутствующая в зародышевой линии невирусного организма . EVE могут представлять собой целые вирусные геномы ( провирусы ) или фрагменты вирусных геномов. Они возникают, когда последовательность вирусной ДНК интегрируется в геном , зародышевой клетки из которой образуется жизнеспособный организм. Вновь созданная EVE может передаваться по наследству от одного поколения к другому как аллель у вида-хозяина и даже достигать фиксации .
Эндогенные ретровирусы и другие EVE, встречающиеся в форме провирусов, потенциально могут оставаться способными продуцировать инфекционный вирус в своем эндогенном состоянии. Репликация таких «активных» эндогенных вирусов может привести к пролиферации вирусных вставок в зародышевой линии. Для большинства неретровирусных вирусов интеграция зародышевой линии является редким аномальным событием, и образующиеся в результате EVE часто представляют собой лишь фрагменты генома родительского вируса. Такие фрагменты обычно не способны продуцировать инфекционный вирус, но могут экспрессировать белок или РНК и даже рецепторы клеточной поверхности .
Разнообразие и распространение
[ редактировать ]EVE были обнаружены у животных , растений и грибов . [1] [2] [3] [4] У позвоночных EVE, происходящие из ретровирусов ( эндогенные ретровирусы относительно распространены ). Поскольку ретровирусы интегрируются в ядерный геном клетки- хозяина как неотъемлемая часть их цикла репликации , они предрасположены к проникновению в зародышевую линию хозяина. EVE, родственные парвовирусам , филовирусам , борнавирусам и цирковирусам Кроме того, в геномах позвоночных идентифицированы EVE, происходящие от параретровирусов . В геномах растений относительно распространены . EVE, происходящие от других семейств вирусов, не имеющих ретротранскрипции, таких как Geminiviridae , также были идентифицированы у растений. EVE, связанные с гигантскими вирусами (также известными как GEVE) типа Nucleocytoviricota (NCLDV), сходными с вирусом Aureococcus anophagefferens (AaV). Кроме того, в 2019/2020 году были обнаружены [5]
Идентификация
[ редактировать ]EVE традиционно идентифицируются по сходству с известными вирусами. В 2021 году было продемонстрировано, что состав k-меров эндогенных РНК-вирусов аналогичен составу их экзогенных аналогов. В результате теперь можно идентифицировать новые группы эндогенных РНК-вирусов, экзогенные родственники которых вымерли. [6]
Использование в палеовирусологии
[ редактировать ]EVE — редкий источник ретроспективной информации о древних вирусах. Многие из них произошли в результате событий интеграции зародышевой линии, произошедших миллионы лет назад, и их можно рассматривать как вирусные окаменелости . Такие древние EVE являются важным компонентом палеовирусологических исследований, посвященных долгосрочной эволюции вирусов.Идентификация ортологичных вставок EVE позволяет калибровать долгосрочные временные рамки эволюции вирусов на основе предполагаемого времени, прошедшего с момента расхождения групп видов-хозяев, содержащих ортологи. Этот подход обеспечил минимальный возраст Parvoviridae , Filoviridae , Bornaviridae и Circoviridae в диапазоне от 30 до 93 миллионов лет. вирусов семейств [3] >100 миллионов лет у Flaviviridae , [7] и 12 миллионов лет для Lentivirus рода семейства Retroviridae . EVE также облегчают использование подходов, основанных на молекулярных часах, для получения калибровок вирусной эволюции в глубоком времени . [8] [9]
Коопция и экзаптация видами-хозяевами
[ редактировать ]ЕВЫ иногда могут предоставлять селективное преимущество индивидуумам, в которых они вставлены. Например, некоторые защищают от заражения родственными вирусами. [10] [11] У некоторых групп млекопитающих, включая высших приматов , белки ретровирусной оболочки были эксапированы с образованием белка, который экспрессируется в плацентарном синцитиотрофобласте и участвует в слиянии клеток цитотрофобласта с образованием синцитиального слоя плаценты. У людей этот белок называется синцитином и кодируется эндогенным ретровирусом ( ERVWE1 ) на седьмой хромосоме . Примечательно, что захват синцитина или синцитиноподобных генов происходит независимо от разных групп эндогенных ретровирусов в различных линиях млекопитающих . Отдельные синцитиноподобные гены были идентифицированы у приматов , грызунов , зайцеобразных , плотоядных и копытных , даты интеграции которых варьировались от 10 до 85 миллионов лет назад. [12]
См. также
[ редактировать ]- Древняя ДНК
- Вирус птичьего саркомного лейкоза (ASLV)
- Эндогенный ретровирус
- ЭРВ3
- ГЕРВ-ФРД
- Ретровирус овец Яагсекте (JSRV)
- Ретровирус коалы (КоРВ)
- Вирус опухоли молочной железы мыши (MMTV)
- Вирус мышиного лейкоза (MLV) и ксенотропный вирус, родственный вирусу мышиного лейкоза (XMRV)
- Палеовирусология
- Полиднавирус
- Вирусный эукариогенез
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Тейлор DJ, Брюэнн Дж (декабрь 2009 г.). «Эволюция новых грибковых генов из неретровирусных РНК-вирусов» . БМК Биология . 7:88 . дои : 10.1186/1741-7007-7-88 . ПМК 2805616 . ПМИД 20021636 .
- ^ Кунин Е.В. (январь 2010 г.). «Укрощение проницательных: новые эукариотические гены из РНК-вирусов» . БМК Биология . 8 :2. дои : 10.1186/1741-7007-8-2 . ПМК 2823675 . ПМИД 20067611 .
- ^ Jump up to: а б Кацуракис А., Гиффорд Р.Дж. (ноябрь 2010 г.). «Эндогенные вирусные элементы в геномах животных» . ПЛОС Генетика . 6 (11): e1001191. дои : 10.1371/journal.pgen.1001191 . ПМЦ 2987831 . ПМИД 21124940 .
- ^ Фешотт С., Гилберт С. (март 2012 г.). «Эндогенные вирусы: понимание вирусной эволюции и влияние на биологию хозяина» (PDF) . Обзоры природы. Генетика . 13 (4): 283–296. дои : 10.1038/nrg3199 . ПМИД 22421730 . S2CID 205485232 .
- ^ Монируццаман М., Вайнхаймер А.Р., Мартинес-Гутьеррес Калифорния, Эйлуорд Ф.О. (декабрь 2020 г.). «Широко распространенная эндогенизация гигантских вирусов формирует геномы зеленых водорослей» . Природа . 588 (7836): 141–145. Бибкод : 2020Natur.588..141M . дои : 10.1038/s41586-020-2924-2 . ПМИД 33208937 . S2CID 227065267 .
- ^ Кодзима С., Ёсикава К., Ито Дж., Накагава С., Пэрриш Н.Ф., Хори М. и др. (февраль 2021 г.). «Вирусоподобные вставки с подписями последовательностей, аналогичными таковым у эндогенных неретровирусных РНК-вирусов в геноме человека» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 118 (5): e2010758118. Бибкод : 2021PNAS..11810758K . дои : 10.1073/pnas.2010758118 . ПМЦ 7865133 . ПМИД 33495343 .
- ^ Бэмфорд К.Г., де Соуза В.М., Парри Р., Гиффорд Р.Дж. (2022). «Сравнительный анализ закодированных в геноме вирусных последовательностей раскрывает эволюционную историю флавивиридов (семейства Flaviviridae)» . Эволюция вирусов . 8 (2): veac085. дои : 10.1093/ve/veac085 . ПМЦ 9752770 . ПМИД 36533146 .
- ^ Кацуракис А., Тристем М., Пайбус О.Г., Гиффорд Р.Дж. (апрель 2007 г.). «Открытие и анализ первого эндогенного лентивируса» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (15): 6261–6265. дои : 10.1073/pnas.0700471104 . ПМК 1851024 . ПМИД 17384150 .
- ^ Гилберт С., Фешот С. (сентябрь 2010 г.). «Геномные окаменелости определяют долгосрочную эволюцию гепаднавирусов» . ПЛОС Биология . 8 (9): e100049. дои : 10.1371/journal.pbio.1000495 . ПМЦ 2946954 . ПМИД 20927357 .
- ^ Бест С., Ле Тиссье П., Тауэрс Дж., Стой Дж. П. (август 1996 г.). «Позиционное клонирование гена рестрикции ретровируса Fv1 мыши». Природа . 382 (6594): 826–829. Бибкод : 1996Natur.382..826B . дои : 10.1038/382826a0 . ПМИД 8752279 . S2CID 1883507 .
- ^ Арно Ф., Варела М., Спенсер Т.Э., Пальмарини М. (ноябрь 2008 г.). «Коэволюция эндогенных бетаретровирусов овец и их хозяина» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 65 (21): 3422–3432. дои : 10.1007/s00018-008-8500-9 . ПМК 4207369 . ПМИД 18818869 .
- ^ Дюпрессуар А, Лавиаль С, Хайдман Т (сентябрь 2012 г.). «От наследственных инфекционных ретровирусов к настоящим клеточным генам: роль захваченных синцитинов в плацентации». Плацента . 33 (9): 663–671. дои : 10.1016/j.placenta.2012.05.005 . ПМИД 22695103 .