Вирусы. Драйверы эволюции. Друзья или враги?

Генетическое родство вируса лейкемии гиббона и ретровируса коалы не вызывает никаких сомнений: они являются самыми близкими генетическими сородичами. В некоторых лабораториях попытались проследить эволюционные изменения, которые могли происходить во время текущей эпидемии инфекции ретровируса коалы, и его прогрессирующую эндогенизацию в геном коалы. Примечательно, что, в то время как ретровирус коалы имеет относительно низкую вирулентность, его азиатский аналог, поражающий гиббонов, является чрезвычайно агрессивным возбудителем. Две мотивирующие последовательности – одна в гене gag, а другая в гене env – связаны с вирулентностью у родственных гамма-ретровирусов. В ретровирусе коалы каждый из этих мотивов мутировал (то же самое обнаружилось при исследовании музейных проб, собранных в девятнадцатом веке). Замена этих мотивов в вирусе лейкемии гиббона мотивами из генома ретровируса коалы привела к снижению вирулентности вируса (Oliveira et al., 2007). Ученые раздумывают, произошла ли эта дивергенция после того, как началась эпидемия заболевания, вызванного ретровирусом коалы, или это изменение было непременным условием способности вируса инфицировать коал. Является ли этот ослабленный фенотип ретровируса коалы секретом его способности инфицировать половые клетки коалы? Весьма возможно, что вирус лейкемии гиббона, исключительно экзогенная инфекция, слишком патогенен для того, чтобы колонизовать половые клетки примата. Подобная гипотеза была расширена для объяснения редкости эндогенных лентивирусов в геномах позвоночных (к настоящему времени таковых описано только два); патогенность этих вирусов может помешать образованию жизнеспособной зиготы.

Исход эпидемии, обусловленной ретровирусом коалы, вызывает большую озабоченность (Stoye, 2006). В разобщенных ареалах в настоящее время обитают менее 50 тысяч диких коал. Ограниченность возможностей такой маленькой популяции пережить текущую эпидемию очевидна. Вероятно, такую же озабоченность экологов вызывает тот факт, что наблюдение геномов популяций коал выявило, что они отличаются весьма ограниченным генетическим разнообразием. Популяция животных уже прошла свое бутылочное горлышко, вероятно, либо в результате инфекционной болезни, либо претерпели депопуляцию вследствие хищнической охоты. Как бы то ни было, сегодня генофонд коал относительно однороден, и этот факт говорит о большом риске вымирания в результате инфицирования ретровирусом коалы. Популяция может оказаться неспособной обеспечить генетическую вариабельность, достаточную для того, чтобы конкурировать с вирусом в развертывающейся гонке вооружений. Колонизация зародышевой линии клеток создает сильное давление отбора на геном коалы, заставляющее его создавать механизмы ограничения, способные смягчить патогенность ретровируса. Гонка вооружений уже набирает обороты, так как уже были выделены первые вариантные штаммы ретровируса коалы с измененными лигандами к клеточным рецепторам. Можно предполагать, что эти новые штаммы имеют эволюционное преимущество. Обладание эндогенным ретровирусом может обеспечить иммунитет в отношении суперинфекций диким типом вируса и смягчить течение заболевания, уменьшив виремию. Варианты вируса, способные проникать в клетку альтернативными путями, могут обойти защитные барьеры и сохранить патогенность. Экзогенный ретровирус коалы, РНК-содержащий вирус, демонстрирует эволюционную подвижность и уже адаптируется для преодоления защиты хозяина и сохранения инфекционности. Ответит ли популяция коал с такой же живостью и изобретательностью, несмотря на малочисленность и генетическое однообразие, или коал ждет вымирание?

Агенты перемен