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Las koalas protegen sus células del germline contra ataque retroviral

En un nuevo estudio publicado en la célula del gorrón, los científicos han encontrado que la DNA de la koala es protegida contra ataque por los retroviruses por un tipo especial de inmunorespuesta, que distingue la DNA no nativa del genoma del ordenador principal y la destruye antes de que pueda proliferar. Esto que encontraba podría ayudarnos a entender ambos cómo las koalas sobreviven estas infecciones, y los mecánicos del gen adaptante cambian.

Koala australiana con joey en árbol de eucalipto
Koala australiana con joey en árbol de eucalipto. Haber de imagen: Worldswildlifewonders/Shutterstock

Se sabe ya que todos los animales y células humanas contienen las series de la DNA que son compartidas por los retroviruses, reflejando posiblemente las infecciones que ocurrieron hace tiempo. Un retrovirus puede insertar el genoma en la DNA de la célula infectada y la célula huesped opera después de eso en base de mandos desde la DNA alterada. La incorporación del ácido nucléico viral ha mantenido el proceso del cambio activo en seres humanos y animales a lo largo de tiempo, permitiendo nuevas propiedades y las características que se detectarán por el ordenador principal. Mientras que los evolutionists consideraban hasta ahora que estos elementos virales fueron regulados por presiones de la selección natural, la inmunorespuesta dentro de la demostración de las células del germline de la koala la existencia de un camino único capaz de cegar al invasor retroviral.

Si las células del germline - la variedad de células que da lugar a las células reproductivas (las espermas y los huevos) - están implicadas en esta transcripción retroviral, la DNA viral entra en el germline y permanece allí permanente, que sirve como tubería potencial para la persistencia del virus en generaciones venir. Sin embargo, la infiltración del germline es rara debido a una inmunorespuesta que evite que las series virales el repliegue o se expresen. Los seres humanos comparten el cerca de 8% de su DNA con los virus.

Las koalas nos enseñan sobre inmunidad del germline

Las koalas son únicas en que muestran pruebas de la infección viral reciente de sus células del germline. Un retrovirus A (KoRV-A) de la koala ha estado atacando koalas en Australia, extendiéndose en todo el país de norte a sur. Pasa a partir de un animal a otro, por la transmisión horizontal, y su presencia indica riesgo creciente de infección y de cáncer clamídeos.

La característica más significativa de este virus, por lo que el estudio de las acciones recíprocas del viral-ordenador principal está implicado, es la manera que está comenzando a hacer su manera en la DNA del germline también. Esto es vista por la presencia de la DNA viral en las koalas recién nacidas - que significa que la DNA viral había manejado ya incorporar con éxito en el genoma dentro de las células del germline ellos mismos. Esto se llama transmisión vertical.

La presencia de este tipo de infiltración activa tiene valor para los científicos que quieren ver qué suceso real durante el proceso de la transición de un virus de estar fuera del ordenador principal (exógeno) a una parte validada del genoma (endógeno). También quieren observar cómo la célula huesped resiste este proceso, usando diversos procesos inmunes. Normalmente, esto es un caso excepcional. Como consecuencia, dice al investigador Guillermo Theurkauf, “tan básicamente, él nunca se estudia directamente, ciertamente no en un mamífero. Y aquí es adonde viene la koala hacia adentro.” La observación de este proceso de transición en la koala se está tratando pues una oportunidad del una vez que-en-uno-curso de la vida de considerar real cómo los seres humanos tomaron cierta permanente viral-como series en su DNA.

En la mayoría de los casos, la DNA viral que se embute permanente en un genoma del ordenador principal pierde sus propiedades infecciosas por mutaciones relanzadas en un cierto plazo. La detección de estas mutaciones permite que las series sean fechadas con un grado de exactitud razonable. Sin embargo, en algunos casos, estas series virales siguen siendo funcionales y continúan hacer las proteínas. Y en casos raros, las proteínas virales son beneficiosas al ordenador principal. Algunos científicos presumen que la placenta mamífera es en parte debido a la influencia de contribuciones retroviral al germline humano.

Inmunidad del ordenador principal

El estudio observa muestras del testículo, del hígado y del cerebro a partir de dos koalas en el salvaje que tenía KoRV. Describe no una inmunorespuesta secundaria - inmunidad adaptante - esa apunta específicamente algunos genes dañinos después de que la serie viral se inserte en el genoma de la célula huesped, solamente una inmunorespuesta amplia primaria que prevenga esta incorporación inicial sí mismo. Esto se llama inmunidad natural y es enorme útil en la adquisición de la hora para que la carrocería ordene sus defensas, determine la variedad de virus y reclute fuerzas inmunes más potentes y más específicas. La reacción secundaria es qué ocurre cuando los virus patógenos infectan a la carrocería, estimulando la producción de anticuerpos específicos contra esa deformación determinada del virus. Según Theurkauf, “el genoma tiene básicamente el mismo sistema bifásico.” Algunos virus baten esta barrera y consiguen su DNA en el genoma del ordenador principal.

El estudio actual determinó algunos detalles de esta inmunorespuesta inicial. Comienza con un mecanismo por el que la célula reconozca la naturaleza no nativa del KoRV-A insertado, e intenta prevenir la proliferación de los virus iniciando una inmunorespuesta bastante que validándola como uno de sus propios genes. Theurkauf dice, “pensamos que hemos tropezado en esta reacción natural del reconocimiento.”

El empalmar e inmunidad natural

La naturaleza de este reconocimiento gira en el acontecimiento de un fenómeno llamado el empalmar en la transcripción viral de la proteína. Cuando los mamíferos producen un producto del gen, el primer paso es producir un pedazo de ARN que soporta la serie de nucleótido exacta como lo hace el gen dentro de la DNA - un proceso llamado transcripción. Sin embargo, este ARN contiene algunas brocas innecesarias desde la perspectiva de la codificación de la proteína. Estas brocas se cortan después de la transcripción, y empalman a las partes pertinentes restantes juntas para hacer una serie lista para ser traducido a un gen. Este proceso que empalma está ausente en la transcripción viral - y éste alerta la célula del germline al hecho de que esto es una serie no nativa. La reacción es cegar caminos virales de la réplica.

Theurkauf dice, “apenas como el cuerpo humano pone en marcha una inmunorespuesta a invadir viral y las infecciones bacterianas, nuestras conclusión sugieren que las células del germline monten un ataque para truncar hacia arriba las series virales.”

Sin embargo, algunos genes mamíferos son también propensos siguen unspliced, o utilizan otros caminos que empalman. Así otros mecanismos deben también estar en el trabajo para explicar la naturaleza de la inmunidad del germline a la infiltración retroviral. Esto necesita la investigación en curso explicar el proceso 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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