Геномы животных, растений и грибов содержат участки ДНК, происходящие из вирусов, интегрированные в древние геномы хозяина после заражения и переданные потомству хозяина. Эти вирусные «окаменелости» дают возможность изучать взаимодействия между вирусами в клетках-хозяевах в эволюционном масштабе.
Чтобы лучше понять вирусные взаимодействия, Сунлу Чен и его коллеги из Университета Хоккайдо, Япония, сосредоточили внимание на вирусных окаменелостях, передающихся от древних трав семейства травянистых.
В частности, их интересовали окаменелости вирусов, известных как параретровирусы (PRV), которые не интегрируются в ДНК хозяина как часть их нормального жизненного цикла, но могут случайно оставлять вирусные «окаменелости» в геномах хозяина, сохраняя при этом способность завершать свою жизнь. жизненный цикл."
Исследователи секвенировали и проанализировали окаменелости PRV, интегрированные в геномы современных трав, и идентифицировали несколько различных видов PRV, три из которых оказались дефектными. У этих дефектных видов отсутствовала ДНК, которая кодирует белки, необходимые PRV для кооптации клеточного оборудования хозяина и создания новых копий вируса, завершая жизненный цикл вируса.
Чтобы исследовать, как дефектные PRV все еще могут завершить свой жизненный цикл, ученые проанализировали генетические отношения между ископаемыми последовательностями PRV. Они обнаружили, что один дефектный вид PRV, возможно, эволюционировал, чтобы сформировать комменсальные отношения с исправным видом, что позволило ему использовать исправный белковый механизм для завершения своего жизненного цикла.
Данные свидетельствуют о том, что два других дефектных PRV, возможно, развили мутуалистическое партнерство, при этом каждый вид обеспечивает комплементарный белковый аппарат, которого не хватает другим видам.
Исследовательская группа обнаружила, что два вида в каждом партнерстве часто обменивались участками ДНК, называемыми некодирующими регуляторными последовательностями (NRS), друг с другом с течением времени. Эта согласованная эволюция привела к тому, что виды-партнеры имели очень похожие NRS, и, похоже, это позволило со временем развивать и поддерживать партнерские отношения.
"Вирусные окаменелости в геномах трав показали, что дефектные виды параретровирусов процветали благодаря компенсации функциональных недостатков партнерством с интактными вирусами или с дополнительными дефектными вирусами."