Результаты, опубликованные в журнале Nature Communications, помогут нам лучше понять продолжающуюся «гонку вооружений» между вирусами и их носителями.Автор исследования доктор Арис Кацуракис с факультета зоологии Оксфордского университета сказал: «О древнем происхождении ретровирусов известно очень мало, отчасти из-за отсутствия геологических данных об окаменелостях. Ретровирусы широко распространены среди позвоночных, а также могут передаваться между хозяевами, что приводит к новым заболеваниям, таким как ВИЧ, и было показано, что они способны передаваться между отдаленно родственными хозяевами, такими как птицы и млекопитающие. Но до сих пор считалось, что ретровирусы были относительными новичками — возможно, возрастом всего 100 миллионов лет.
«Наше новое исследование показывает, что ретровирусам как минимум 450 миллионов лет, если не старше, и что они, должно быть, возникли вместе, если не раньше, их позвоночных хозяев в раннем палеозое. Более того, они должны были присутствовать у наших позвоночных предков до заселения суши и сопровождали своих хозяев на протяжении всего перехода от моря к суше, вплоть до наших дней ».Ретровирусы — это семейство вирусов, которое включает вирус ВИЧ, ответственный за пандемию СПИДа.
Они также могут вызывать рак и иммунодефицит у ряда животных. «Ретро» часть их названия происходит от того факта, что они сделаны из РНК, которую они могут преобразовать в ДНК и вставить в геном своего хозяина — направление, противоположное нормальному потоку информации в клетке. Это свойство означает, что иногда они могут быть унаследованы как эндогенные ретровирусы (ретровирусы внутреннего происхождения), образуя виртуальную геномную летопись окаменелостей, которую можно использовать для анализа их эволюционной истории.
В этом исследовании использовались последовательности генома эндогенных ретровирусов, которые напоминают «пенистые» вирусы — группу вирусов, которые имеют тенденцию расходиться вместе со своими хозяевами. Пенистые вирусы широко распространены у млекопитающих, и в этом исследовании исследователи обнаружили геномные окаменелости пенистых ретровирусов у самых разных хозяев, включая лучеплавниковых рыб и земноводных, у которых они ранее не встречались.В ходе этого исследования исследователи преодолели одно из ключевых ограничений в изучении глубокой эволюционной истории вирусов: их быструю эволюцию.
Эта черта облегчает реконструкцию недавней истории вирусов, но затемняет их более далекое прошлое. Однако новая модель, использованная в этом исследовании — в сочетании с записями геномных окаменелостей пенистых вирусов — позволила ученым объяснить очевидное замедление скорости эволюции по мере того, как они уходили назад.Д-р Кацуракис добавил: «Эти данные показывают, что возраст этой важной с медицинской точки зрения группы вирусов составляет по крайней мере полмиллиарда лет — намного старше, чем считалось ранее. Они восходят к происхождению позвоночных, и это дает нам контекст, в котором мы должны рассматривать их сегодняшнюю деятельность и взаимодействие с их хозяевами.
Например, нам необходимо рассматривать адаптации, которые позвоночные животные разработали для борьбы с вирусами, и соответствующие меры противодействия вирусам как результат непрерывной гонки вооружений, которая насчитывает сотни миллионов лет.«Предполагаемая нами дата происхождения ретровирусов совпадает с происхождением адаптивного иммунитета, и поэтому вполне вероятно, что ретровирусы сыграли важную роль в появлении этого ключевого инструмента противовирусной защиты позвоночных. Поскольку мы понимаем природу взаимодействия между вирусами и иммунитетом хозяина, у нас будет больше возможностей вмешаться в эту тонко сбалансированную гонку вооружений, чтобы разработать новые методы лечения и вмешательства.
«И по мере того, как мы создаем более четкую картину происхождения различных групп вирусов, которые заражают нас сегодня, мы должны приблизиться к разгадке тайны их истинного происхождения».