1990 년대에 Jon Hanger는 호주 퀸즐랜드의 테마 파크 인 Dreamworld에서 파트 타임 수의사로 일하고있었습니다. 코알라는 호주에서 자연 서식지가 전국에 걸쳐있는 호주에서 존경을 받고 있습니다. 그러나 Dreamworld의 Koalas는 죽어 가고있었습니다. 많은 사람들이 암, 특히 백혈병과 림프종에 굴복하고있었습니다.
수의학 영역에서 암 클러스터는 종종 레트로 바이러스의 징후로, 숙주의 게놈에 스스로를 삽입하는 바이러스 유형입니다. 행거와 그의 동료들은 포로와 야생의 총 200 마리의 동물을 테스트했으며 모든 하나가 새로운 레트로 바이러스의 징후를 보였다는 것을 발견했습니다. 충격적인 광범위함은 독감과 같은 동물에서 동물로 전염되기보다는 바이러스가 코알라의 정자와 계란 세포로 들어가고 다른 유전자와 마찬가지로 부모에서 어린이로 전달되고 있다고 제안했습니다.
.생식선 게놈으로의 이러한 레트로 바이러스 점프는 진화 시간 척도에서 드문 일이 아닙니다. 모든 척추 동물은 레트로 바이러스 DNA, 먼 과거의 감염 분자 유물을 보유하고 있습니다. 인간 게놈은 약 8 %의 레트로 바이러스 DNA로 만들어졌습니다.
그러나 인간과 대부분의 다른 동물에서 바이러스 성 DNA는 오래 전에 우리의 게놈에 들어가서 더 이상 우리를 아프게하지 않습니다. 그러나 코알라에서는 바이러스 성 통합이 최근에 발생한 것으로 보이며, 아마도 바이러스학에서 전례없는 사건이기도합니다. 처음으로 과학자들은 초기 단계에서 프로세스를 추적 할 수있는 기회를 가지고 있습니다.
과학자들은 레트로 바이러스가 숙주의 게놈에 어떻게 통합되는지 이해하고 싶어합니다. 왜냐하면 숙주의 진화에 중대한 영향을 줄 수 있기 때문입니다. 바이러스 성 DNA는 일종의 통합 바이러스 방어 시스템 인 추가 감염으로부터 동물을 보호 할 수 있습니다. 새로운 레트로 바이러스 DNA는 새로운 유전자를 제공 할 수도 있습니다. 실제로, 그러한 DNA는 태반 형태를 도왔으며, 그 결과 포유류의 상승으로 이어졌습니다.
그러나 대부분의 레트로 바이러스 감염은 오래 전에 일어 났기 때문에 연구원들은 그들이 어떻게 우리의 영구적 인 부분이되었는지에 대해 상대적으로 거의 알지 못합니다. Boston College의 바이러스 학자 인 Welkin Johnson은“우리는 이러한 서열이 처음에 게놈에 들어가서 유전자 풀의 일부가되는 요인을 모른다. 바이러스 학자들은 퀸즐랜드의 아픈 코알라에서 답을 찾고 있습니다.
질병 확산
코알라 레트로 바이러스 (KORV)가 테마파크에서 발견 된 것은 우연이 아닙니다. 코알라 인구가 질병과 서식지 손실로 고통받는 나라의 많은 지역에서는 보호되어 코알라 질병을 특히 공부하기가 어렵습니다. 과학자들은 실험실 마우스처럼 코알라를 치료할 수 없으며, 의도적으로 KORV를 감염시켜 그 영향을 직접 조사합니다. KORV에 대한 많은 연구는 자동차에 부딪 치거나 개에 의해 공격을받은 후 수의학 클리닉으로 데려온 죽은 또는 부상당한 코알라에서 발생했습니다.
그리고 발톱이 있습니다. 노팅엄 대학교 (University of Nottingham)의 수의사 인 Rachael Tarlinton은 퀸즐랜드 대학교 (University of Queensland)의 대학원생으로 Korv에 대한 초기 연구를 많이 수행 한“수의사는 진정되지 않은 야생 코알라를 다루지 않을 것”이라고 말했다. 그녀는 운전자가 한때 무의식 코알라를 발견하고 차 트렁크에 넣고 병원으로 운전하는 방법에 대한 이야기를 들려줍니다. 도착하자마자 Tarlinton은 차량에서 동물을 조심스럽게 추출해야했습니다.
Tarlinton은 먼저 Korv가 남쪽의 야생 코알라에서 그것을 찾았을 때 드문 일이라는 것을 알았습니다. Tarlinton은 호주에서 가장 북동부 인 퀸즈랜드에서 테스트 된 동물의 거의 100 %가 Korv를 가지고 있음을 알고있었습니다. 그러나 호주의 남부 코알라는 매우 다른 역사를 가지고 있습니다. 19 세기 후반과 20 세기 초에 남부 인구는 거의 모피를 위해 멸종되기 위해 사냥을했습니다. 초기 보존 주의자들은 종을 부활시키려는 의도가 코알라를 이식 한 일부 국가의 고립 된 남아도 제도로 이식했는데, 그곳에서 번성했다.
2006 년에 발표 된 분석에서 Tarlinton과 그녀의 동료들은 남호주 해안에서 몇 마일 떨어진 캥거루 섬에서 26 개의 코알라를 테스트했습니다. 그들 중 누구도 바이러스의 징후를 보이지 않았다. 한편, 퀸즐랜드와 남아도 섬 사이의 호주 지역에는 코알라 인구가 중간 정도의 코알라 인구를 가졌으며 바이러스가 남쪽으로 행진하고 있음을 시사합니다.
확산 된 질병은 레트로 바이러스가 전환 기간 중에 있다는 것을 의미하며, 연구자들이 야생에서 공부할 수 없었던 유형입니다. 레트로 바이러스가 먼저 종을 감염 시키면 동물에서 동물로 전염됩니다. 레트로 바이러스는 동물의 게놈에 통합하여 숙주 내에서 복제되어 숙주가 흔들리지 않습니다. (때로는 삽입이 암에 연결된 유전자를 유발하여 레트로 바이러스와 암 사이의 연관성을 설명 할 수 있습니다.) 바이러스는 생식 세포의 게놈을 침해 할 때“내인성”이됩니다. 생식 세포는 배아를 형성 할 수 있기 때문에 바이러스는 다른 유전자와 마찬가지로 자손에게 전달됩니다.
연구원들은 코알라 정자에서 KORV DNA를 발견하여 바이러스가 실제로 생식선에 뿌리를두고 있음을 확인했습니다. 그러나 내인성 바이러스에서는 드문 혈류에서도 순환하고 있습니다. 이 조합은 Korv가 여전히 동물에서 동물로 퍼져 나가고 있다고 퀸즐랜드 대학교의 바이러스 학자 인 Paul Young은 10 년 이상 Korv를 공부 해 온 것으로 나타났습니다. "우리는 전에 이것을 본 적이 없다."
코알라는이 전환 기간에 있기 때문에 연구자들은 레트로 바이러스의 확산에 대한 위대한 미스터리 중 하나를 밝히기를 희망합니다. 치명적인 바이러스는 어떻게 호스트 집단을 완전히 죽이지 않고 호스트와 하나가 되는가? 베를린의 Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research의 진화 바이러스 학자 인 Alex Greenwood는“대답 할 수 있다면 척추 동물 게놈의 10 %를 설명 할 수 있습니다.
Greenwood의 팀은 북쪽과 남쪽의 다른 인구의 바이러스와 코알라 시퀀스를 비교했으며, 이는 다른 시간 동안 바이러스와 맞춰야했습니다. 이 정보를 통해 그들은 게놈의 일부가되기 위해 바이러스에서 발생하는 변화를 밝히기를 희망합니다.
물론 레트로 바이러스는 호스트 게놈에 한 번만 들어 가지 않습니다. 북부 코알라는 바이러스의 10 ~ 300 부를 가지고 있으며, 이는 수백 또는 수천 년 동안 생식선에 반복적으로 들어 갔음을 시사합니다. 올해 발표 된 유전자 분석에 따르면, 초기 감염은 49,000 년 전까지 올 수있었습니다.
Greenwood의 팀은 10,000 년 된 코알라 화석을 분석 할 계획이며, 이는 초기 감염이 종에 어떤 영향을 미쳤는지 알려줄 것입니다. "우리가 Korv가 실제로 얼마나 나이인지 알게되면 박물관 표본과 화석을 사용하여 코알라가 첫 침공과 관련이있는 인구 충돌이 있다는 증거가 있는지 확인할 수 있습니다."
그 첫 감염이 언제 일어 났는지에 관계없이, 그 이후 몇 년 동안 Korv는 그 힘의 일부를 잃어버린 것 같습니다. Gibbons를 감염시키는 레트로 바이러스 인 가장 가까운 상대와 비교하여 Korv는 독성을 낮추는 두 가지 돌연변이를 얻었습니다. KORV가 다른 내인성 레트로 바이러스의 경로를 따르면 그 경향은 계속 될 것입니다. Urbana-Champaign 일리노이 대학의 유전 학자 인 Alfred Roca는“우리는 점차 호스트를 해칠 수있는 능력을 잃을 것이라고 생각합니다.
긴보기
수백만 년 동안 레트로 바이러스의 변화는 호스트에게 혜택을 가져올 수도 있습니다. 실제로 과학자들이 레트로 바이러스에 관심이있는 한 가지 이유는 새로운 종의 발달을 주도 할 수있는 잠재력 때문입니다. Greenwood는“사람들은 침팬지와 인간의 게놈이 어떻게 96 % 동일인지에 대해 이야기하지만, 우리 게놈의 레트로 바이러스 부분은 훨씬 다릅니다. "게놈의 그 부분은 매우 흥미롭고 이해하려고 노력하는 것이 중요합니다."
레트로 바이러스가 게놈에 영구적으로 정착하면 넓고 예측할 수없는 효과가있을 수 있습니다. 바이러스는 기계를 운반하여 유전자를 활성화시켜 바이러스 성 및 숙주 DNA 모두에서 작용할 수 있습니다. 그리고 세포는 바이러스 유전자를 침묵시키는 메커니즘을 가지고 있으며, 이는 우연히 숙주의 유전자를 끄질 수 있습니다. 때때로, 바이러스 성분은 제어되지 않은 세포 성장, 그렇지 않으면 암으로 알려진 숙주 유전자를 유발합니다. Young은“바이러스 자체가 강력한 복제 기계이기 때문에 많은 암이옵니다.
약 4 천만 년 전, 우리의 영장류 조상들은 후손들에게 엄청난 영향을 미치는 레트로 바이러스 전염병을 겪었습니다. 바이러스가 영장류 숙주의 게놈에 통합됨에 따라 대부분의 유전자는 침묵했습니다. 그러나 하나의 유전자가 남아있었습니다. 바이러스가 표적 세포로 진입하는 데 사용하는 유전자입니다. 우리의 포유류 조상들은 이제 Syncytin으로 알려진 유전자를 새로운 목적으로 신고했습니다. 태반, 어머니와 태아의 연결을 형성하는 데 도움이됩니다. 놀랍게도, 유사한 사건은 포유 동물 진화에서 독립적으로 여러 번 발생했으며, 다른 동물들이 다른 레트로 바이러스로부터의 세미 틴틴을 적절하게하고있다.
.Johnson은“내인성 레트로 바이러스는 게놈의 거대한 구성 요소로서 그들이 어디에서 왔는지 이해하는 것은 척추 동물이 어떻게 진화했는지 이해하는 것입니다. "어떤 의미에서 나는 그것이 유전 적 변동의 저평가 된 원천이라고 생각합니다."
.그러나 코알라에 대한 이러한 잠재적 이점은 여전히 미래에 남아 있습니다. 일부 코알라 공동체는 너무 풍부하여 특정 종의 유칼립투스, 주요 식품 공급원을 위험에 빠뜨리고 다른 사람들은 인간의 발달이 그들의 영토에 침입함에 따라 고통을 겪고 있습니다. 호주의 코알라에게는 Korv가 어려운 미래를 악화시키고 있습니다.
편집자 주 :이 기사는 원래 "Killer Epidemic은 Koala DNA를 침략하고 있습니다." 우리는 3 월 6 일에 "전염병"이 질병의 발병이라는 사실을 반영하기 위해 헤드 라인을 변경 했으므로 그 자체가 게놈을 침범 할 수는 없습니다.
