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Le koale proteggono le loro celle di germline dall'attacco retroviral

In un nuovo studio pubblicato nella cella del giornale, gli scienziati hanno trovato che il DNA della koala è protetto contro l'attacco dai retroviruses da un tipo speciale di risposta immunitaria, che distingue il DNA estraneo dal genoma ospite e lo distrugge prima che potesse proliferare. Ciò che trova potrebbe aiutarci a capire entrambi come le koale sopravvivono a queste infezioni ed i meccanismi del gene adattabile cambiano.

Koala australiana con il joey nell
Koala australiana con il joey nell'albero di eucalyptus. Credito di immagine: Worldswildlifewonders/Shutterstock

Già è conosciuto che tutti gli animali e cellule umane contengono le sequenze di DNA che sono divise dai retroviruses, possibilmente riflettenti le infezioni che hanno accaduto tempo fa. Un retrovirus può inserire il genoma nel DNA delle cellule infettate e da allora in poi la cellula ospite funziona in base ai comandi a partire dal DNA alterato. L'incorporazione di acido nucleico virale ha tenuto il trattamento di cambiamento vivo sia in esseri umani che in animali nel corso di tempo, permettendo i nuovi beni e le caratteristiche da acquistarsi dal host. Mentre i evolutionists fino ad ora hanno considerato che questi elementi virali siano regolamentati dalle pressioni di selezione naturale, la risposta immunitaria all'interno della manifestazione delle cellule del germline della koala l'esistenza di una via unica capace di blocco dell'invasore retroviral.

Se le celle di germline - la linea cellulare che provoca le celle riproduttive (spermi ed uova) - sono coinvolgere in questa trascrizione retroviral, il DNA virale entra nel germline e nel resti là permanentemente, che servisce da condotto potenziale per la persistenza del virus nelle generazioni venire. Tuttavia, l'infiltrazione di germline è rara a causa di una risposta immunitaria che impedisce le sequenze virali la replica o l'espressione. Gli esseri umani dividono circa 8% del loro DNA con i virus.

Le koale ci insegnano circa immunità di germline

Le koale sono uniche in quanto mostrano la prova dell'infezione virale recente delle loro celle di germline. Un retrovirus A (KoRV-A) della koala sta attaccando le koale in Australia, spargentesi attraverso il paese da nord a sud. Passa da un animale ad un altro, dalla trasmissione orizzontale e la sua presenza indica il rischio aumentato di infezione e di cancro clamidiali.

La funzionalità più considerevole di questo virus, per quanto lo studio sulle interazioni del virale-host è implicato, è il modo che sta cominciando trasformare il suo modo il DNA di germline pure. Ciò è veduta dalla presenza del DNA virale in koale neonate - che significa che il DNA virale già era riuscito ad incorporare con successo nel genoma dentro le celle di germline stessi. Ciò è chiamata trasmissione verticale.

La presenza di questo tipo di infiltrazione attiva è utile per gli scienziati che vogliono vedere che cosa realmente accade nella fase della transizione di un virus da essere fuori del host (esogeno) ad una parte accettata del genoma (endogeno). Egualmente vogliono osservare come la cellula ospite resiste a questo trattamento, usando i vari trattamenti immuni. Normalmente, questo è un evento raro. Di conseguenza, dice così fondamentale il ricercatore William Theurkauf, “, mai direttamente non è studiato, certamente non in un mammifero. E quello è dove la koala entra.„ L'osservazione di questo trattamento di transizione nella koala sta trattanda come un'opportunità di una volta in un vita realmente di vedere come gli esseri umani hanno preso determinate sequenze del tipo di virale permanenti in loro DNA.

Nella maggior parte dei casi, il DNA virale che sarà incassato permanentemente in un genoma ospite perde col passare del tempo i sui beni contagiosi dalle mutazioni ripetute. La rilevazione di queste mutazioni permette che le sequenze siano datate con un grado di accuratezza ragionevole. Tuttavia, in alcuni casi, queste sequenze virali rimangono funzionali e continuano a fare le proteine. E nelle istanze rare, le proteine virali sono utili al host. Alcuni scienziati suppongono che la placenta mammifera sia parzialmente dovuto l'influenza dei contributi retroviral al germline umano.

Immunità ospite

Lo studio esamina i campioni dal testicolo, dal fegato e dal cervello da due koale nel selvaggio che ha avuto KoRV. Descrive non una risposta immunitaria secondaria - immunità adattabile - quella specificamente mira ad alcuni geni nocivi dopo che la sequenza virale è inserita nel genoma della cellula ospite, ma ad una vasta risposta immunitaria primaria che impedisce questa incorporazione iniziale stessa. Ciò è chiamata immunità innata ed è enorme utile nel guadagno del tempo affinchè l'organismo organizzi le sue difese, di identificare la varietà virale e di reclutare le forze immuni più potenti e più specifiche. La risposta secondaria è che cosa accade quando i virus patogeni infettano l'organismo, stimolando la produzione degli anticorpi specifici contro quello sforzo particolare del virus. Secondo Theurkauf, “il genoma ha basicamente lo stesso sistema bifase.„ Alcuni virus battono questa barriera ed entrano il loro DNA nel genoma ospite.

Lo studio corrente ha identificato alcuni dettagli di questa risposta immunitaria iniziale. Comincia con un meccanismo con cui la cella riconosce la natura non Xeros del KoRV-A inserito e prova ad impedire la proliferazione dei virus iniziando una risposta immunitaria piuttosto che accettandola come uno dei sui propri geni. Theurkauf dice, “pensiamo che abbiamo inciampato su questa risposta innata del riconoscimento.„

Impionbatura ed immunità innata

La natura di questo riconoscimento impernia sull'avvenimento di un fenomeno chiamato impiombare nella trascrizione virale della proteina. Quando i mammiferi producono un prodotto del gene, il primo punto è di produrre un pezzo di RNA che sopporta la sequenza di nucleotide esatta come il gene all'interno del DNA fa - un trattamento chiamato trascrizione. Tuttavia, questo RNA contiene alcuni bit inutili dal punto di vista della codifica della proteina. Questi bit sono tagliati dopo trascrizione e le parti competenti restanti sono impiombate insieme per preparare una sequenza essere tradotto in gene. Questo trattamento d'impionbatura è assente nella trascrizione virale - e questo avvisa la cella di germline al fatto che questa è una sequenza non Xeros. La risposta è di bloccare le vie della replicazione virale.

Theurkauf dice, “appena come il corpo umano lancia una risposta immunitaria ad invadere virale e le infezioni batteriche, i nostri risultati suggeriscono che le celle di germline montino un attacco per tagliare sulle sequenze a pezzi virali.„

Tuttavia, alcuni geni mammiferi sono egualmente inclini rimangono unspliced, o usano altre vie d'impionbatura. Così altri meccanismi devono anche essere sul lavoro per spiegare la natura dell'immunità di germline ad infiltrazione retroviral. Ciò ha bisogno della ricerca in corso di spiegare il trattamento completo.

Source:
Journal reference:

Theurkauf, W.E. et al. (2019) The piRNA Response to Retroviral Invasion of the Koala Genome. Cell. doi.org/10.1016/j.cell.2019.09.002. https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)31008-6

Dr. Liji Thomas

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Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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