Säugetiere tragen einen Friedhof voller Viren in unserer DNA, und dieser könnte einen entscheidenden Zweck haben

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Große Teile unserer DNA-Bibliothek bestehen aus nicht-kodierenden Genen, die lange Zeit als „Junk-DNA“ galten. Jüngste Erkenntnisse haben jedoch gezeigt, dass diese DNA-Stücke bei Säugetieren tatsächlich viele Zwecke erfüllen.

Einige tragen dazu bei, die Struktur unserer DNA-Moleküle so zu formen, dass sie es können ordentlich verpackt in unseren Zellkernen während andere daran beteiligt sind Genregulation . Nun haben Forscher der University of New South Wales in Australien einen weiteren möglichen Zweck dieser nichtkodierenden Anweisungen im Genom von Beuteltieren entdeckt.

Einige der Gensequenzen, die einst als „Müll“ galten, sind in Wirklichkeit Fragmente davon Viren durch eine Infektion bei einem längst vergessenen Vorfahren in unserer DNA begraben.



Wann immer ein Virus Wenn Sie infiziert werden, besteht die Möglichkeit, dass es einen Teil seiner selbst in Ihrer DNA zurücklässt. Wenn dies in einer Ei- oder Samenzelle geschieht, wird es über Generationen hinweg weitergegeben. Diese werden als endogene virale Elemente (EVEs) bezeichnet.

Beim Menschen bestehen rundherum Fragmente viraler DNA 8 Prozent unseres Genoms . Sie können wie das genetische Gedächtnis Aufzeichnungen über Virusinfektionen im Laufe unserer Evolutionsgeschichte liefern.

„Diese Virusfragmente wurden aus einem bestimmten Grund aufbewahrt“ sagte Paläovirologin Emma Harding. „Im Laufe der Millionen von Jahren der Evolution würden wir erwarten, dass sich die gesamte DNA verändert. Diese Fossilien bleiben jedoch erhalten und bleiben intakt.“

Um herauszufinden, warum, suchten Harding und Kollegen nach EVEs im Genom von 13 Beuteltierarten, darunter dem Tammar-Wallaby ( Macropus Eugenius ), Tasmanischer Teufel ( Sarcophilus harrisii ) und Dickschwanz-Dunnarts ( Sminthopsis crassicaudata ).

Sie fanden EVEs aus drei Virusgruppen – Bornaviridae , Filoviridae, Und Parvoviridae – bei allen untersuchten Tieren.

„Eines der EVEs, die ich gefunden habe, stammte aus dem Bornaviridae Familie von Viren, die erstmals in der Zeit in die DNA der Tiere eindrangen Dinosaurier als die südamerikanischen und australischen Landmassen noch miteinander verbunden waren“, sagte Harding sagte . Bornaviridae kommt sowohl in den Opossums Amerikas als auch in den Beuteltieren Australiens vor.

Der Bornaviridae EVEs waren besonders häufig und eher mit ähnlichen Virusfossilien verwandt, die bei Vögeln und Reptilien gefunden wurden, als mit solchen, die bei Plazenta-Säugetieren wie uns beobachtet wurden.

' Bornaviridae Man ging bisher davon aus, dass sich Viren vor 100 Millionen Jahren entwickelt hätten“, so Harding erklärt . „Aber diejenige, die ich in fast jeder Beuteltier-DNA gefunden habe, die wir untersucht haben, geht davon aus, dass sie 160 Millionen Jahre alt ist.“

Überraschenderweise wurden einige dieser alten Virusfragmente immer noch in RNA transkribiert. In Zellen fungieren RNA-Transkriptionen häufig als Proteinvorlagen. Aber in diesem Fall wurden sie nicht übersetzt, was sie effektiv zu nicht-kodierender RNA machte.

Das macht sie nicht nutzlos. Nichtkodierende RNA wird in einer Reihe von Zellfunktionen verwendet, einschließlich der Regulierung der RNA-Transkription und anderer Gene.

Ein Tammar-Wallaby, eine der untersuchten Arten. (Hossein Anv/Unsplash)

Bezeichnenderweise ist auch bekannt, dass diese Art von RNA für viele Zellfunktionen verwendet wird, einschließlich der Regulierung der RNA-Bildung, und es ist auch bekannt, dass sie zur Immunabwehr gegen Viren in Pflanzen und Pflanzen beiträgt Wirbellosen . Fledermäuse haben davon einen besonders großen Vorrat auch fossile Virusfragmente , und sie sind bekannt für ihre unglückliche Fähigkeit, zu überleben, während sie tödliche Viren in sich tragen, die bei den meisten anderen Säugetieren der Fall sind.

Bei einer genaueren Untersuchung von Koalas stellten die Forscher fest, dass einige der EVEs tatsächlich in kleine RNA-Moleküle umgeschrieben wurden, von denen bekannt ist, dass sie bei Wirbellosen antiviral wirken.

„Dies deutet auf die verlockende Möglichkeit hin, dass dieses RNA-Abwehrsystem, von dem früher angenommen wurde, dass es bei Säugetieren zugunsten des Interferonsystems aufgegeben wurde, immer noch aktiv ist und Beuteltierzellen schützt“, schrieben Harding und Kollegen Mikrobiologie Australien .

Da Beuteltiere den größten Teil ihrer Entwicklungszeit im Beutel ihrer Mutter absolvieren, werden einige vor ihnen geboren sogar Knochen entwickelt geschweige denn voll funktionsfähiges Immunsystem . Das Team vermutet, dass diese Art der antiviralen Abwehr für junge Menschen von entscheidender Bedeutung sein könnte.

„Dies könnte ein ähnlicher Mechanismus wie eine Impfung sein, wird aber über Generationen hinweg vererbt.“ „Durch die Aufbewahrung eines Virusfossils wird die Zelle gegen zukünftige Infektionen immunisiert“, sagte Harding.

„Wenn wir zeigen können, dass es bei Beuteltieren vorkommt, könnte es auch bei anderen Tieren, einschließlich Menschen, vorkommen.“

Dieser Forscher wurde veröffentlicht in Virusentwicklung .

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