Блог

Nov 06, 2023

Обнаружение локусов длинных концевых повторов, полученных из эндогенного ретровируса, у джунглевых птиц с использованием цельных

Научные отчеты, том 13,

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 7380 (2023) Цитировать эту статью

556 Доступов

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Эндогенные ретровирусы (ЭРВ) — это генетические элементы, присутствующие в геноме, сохраняющие следы прошлых вирусных инфекций. Характеристика ERV может дать решающее понимание эволюции птиц. Это исследование было направлено на идентификацию новых локусов с длинными терминальными повторами (LTR), полученных из ERV (ERV-LTR), отсутствующих в эталонном геноме, с использованием данных полногеномного секвенирования красной джунглевой птицы, серой джунглевой птицы, цейлонской джунглевой птицы и зеленой джунглевой птицы. Всего у четырех видов Gallus было идентифицировано 835 локусов ERV-LTR. Число локусов ERV-LTRs, обнаруженных у красной лесной птицы и ее подвидов — серой лесной птицы, цейлонской лесной птицы и зеленой лесной птицы, составило 362, 216, 193 и 128 соответственно. Филогенетическое дерево совпадало с ранее описанными деревьями, что указывает на возможность сделать вывод о взаимоотношениях между прошлыми популяциями джунглевых птиц на основе идентифицированных локусов ERV-LTR. Из обнаруженных локусов 306 ERV-LTR были идентифицированы вблизи или внутри генов, а некоторые были связаны с клеточной адгезией. Обнаруженные последовательности ERV-LTR были классифицированы как эндогенные семейства ретровирусов птиц, подгруппа E вируса лейкоза птиц, Ovex-1 и ERV, связанные с вирусом мышиного лейкоза. Кроме того, последовательность семейства EAV была разделена на четыре паттерна путем объединения регионов U3, R и U5. Эти результаты способствуют более полному пониманию характеристик ERV джунглевых птиц.

При ретровирусной инфекции вирусный геном подвергается обратной транскрипции и интегрируется в геном хозяина в виде провируса. В принципе, провирус обладает всеми необходимыми условиями для репликации и состоит из внутренней области, кодирующей вирусные гены (gag, pro/pol и env), которые при интеграции фланкированы двумя идентичными регуляторными длинными концевыми повторами (LTR). Рядом с провирусом находится дупликация короткого целевого сайта (TSD) размером 4–8 п.н. в последовательности генома хозяина, генерируемая во время интеграции. Вертикальная передача может привести к заражению такими вирусами половых клеток и репродуктивных тканей, что приводит к образованию эндогенных ретровирусов (ЭРВ) у потомства. Постепенно ERV могут достигать высокой частоты внутри популяций и в конечном итоге закрепляться внутри вида1. Типичные птичьи ERV включают семейства вируса птичьего лейкоза (ALV) и эндогенных птичьих ретровирусов (EAV). Семейство ALV включает несколько подгрупп, а ERV подгруппы E, называемые ALV-E, часто сохраняют высокую структурную целостность2. Последовательность, известная как EAV-HP в семействе EAV, лишена гена pol, тогда как EAV-0 и EAV-51 имеют ген pol, но лишены гена env3. Было высказано предположение, что ALV-E обнаруживается только у Gallus Gallus, включая красную джунглевую курицу (G. Gallus Gallus) и коммерческих кур, тогда как семейство EAV может присутствовать у разных видов Gallus3.

Примерно 5% генома человека происходит от ERV, тогда как ERV составляют примерно 3% генома курицы4,5. Однако, вероятно, существует значительное количество ERV, которые не были обнаружены у кур. Эти ERV сыграли роль в формировании разнообразия видов птиц и нанесли экономический ущерб птицеводству из-за генетических заболеваний6,7,8. Характеристика ERV позволит получить существенное представление об эволюции птиц.

Анализ митохондриальной ДНК показывает, что красная лесная курица является предком кур9,10. Помимо красной лесной птицы, были идентифицированы еще три вида, принадлежащие к роду Gallus: серая лесная птица (G. sonneratii), цейлонская лесная птица (G. lafayetii) и зеленая лесная птица (G. varius). Красная лесная птица распространена на большей части территории Юго-Восточной Азии и в некоторых частях Южной Азии, тогда как остальные три вида имеют более ограниченный ареал: серая лесная птица в центральной и южной Индии, цейлонская лесная птица в Шри-Ланке и зеленая лесная птица на Яве и прилегающих островах. Недавние молекулярно-генетические исследования показывают, что различные виды Gallus вносят вклад в генетический состав курицы. Однако происхождение и история генетического разнообразия кур остаются понятными лишь частично11,12,13. Целью данного исследования было идентификация локусов LTR, происходящих от ERV (ERV-LTR), в геноме с использованием полногеномных данных для рода Gallus, включая подвиды. Кроме того, путем сравнения локусов ERV-LTR среди видов и обнаруженных последовательностей ERV-LTR были уточнены характеристики ERV-LTR из рода Gallus.