Məlumat

Primatlar arasında təkamül əlaqələri üçün sübut kimi endogen retroviral əlavələr

Primatlar arasında təkamül əlaqələri üçün sübut kimi endogen retroviral əlavələr


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Yohn tərəfindən PlosBiology-də 2005-ci ildə bir məqalənin xülasəsi və b. bildirir ki:

Meymunların və meymunların alt dəstəsinin genomlarının axtarışı nəticəsində məlum oldu ki, retrovirus Afrika böyük meymunlarının və Köhnə Dünya meymunlarının cücərmə xəttinə inteqrasiya edib, lakin insanlara və Asiya meymunlarına (oranqutan, siamang və gibbon) yoluxmamışdır. Bu, qədim infeksiyanın əcdad primat nəslini işğal etməsi fikrini sarsıdır, çünki böyük meymunlar (insanlar da daxil olmaqla) Köhnə Dünya meymunları ilə ortaq əcdadları paylaşırlar.

Həmçinin, Maykl Linç yazır:

"Maraqlıdır ki, biz müstəqil genotiplərdə mahiyyətcə eyni yerlərdə paralel intron qazanmalarının bir çox hallarını tapdıq" dedi Lynch. "Bu, iki növ eyni yerdə intronları paylaşdıqda, bunun həmişə ortaq əcdaddan miras qalması ilə bağlı ümumi fərziyyəyə qarşı qəti şəkildə mübahisə edir."

İnsanlarda və şimpanzelərdə paylaşılan ERV-lər insanların və şimpanzelərin əcdadlarını bölüşdüklərinin sübutlarından biri kimi təqdim edildiyindən (burada Ken Miller tərəfindən olduğu kimi), yuxarıdakı kağız (və sitat) bu mülahizə xəttini pozurmu?

ERV-lərdən istifadə edərək ümumi nəslin sübutunu müzakirə edən yaxşı (son) mənbə varmı?


The Yohn et. al. (2005) kağızı (Evan Eichlerin laboratoriyasından) PTERV1 adlanan bir növ endogen retroviral elementi (bunu bir növ "növ" kimi təsəvvür edin) təsvir edir. Onlar göstərir ki, müasir növlərin əcdadlarında daimi inteqrasiya ilə nəticələnən çoxsaylı müstəqil infeksiya hadisələri baş verib (qorillərin və şimpanzelərin əcdadlarında ~3-4 MYA, babun və makakaların əcdadlarında ~1,5 MYA). Bu, meymunlar/meymunlar arasında ortaq əcdad anlayışı ilə heç bir şəkildə ziddiyyət təşkil etmir; Həqiqətən də, onlar bunu öz təhlillərində verilən kimi bildirirlər (mənimkini vurğulayır):

Cəmi 275 yerləşdirmə yeri birmənalı şəkildə qeyri-orfoloji yerlərlə xəritələnmişdir (Cədvəl 2), elementlərin böyük əksəriyyətinin nəsil-xüsusi olduğunu göstərir (yəni, onlar qorilla/şimpanze və makaka/babunların ortaq əcdadlarından ayrılmasından sonra ortaya çıxdılar.).

Bir ERV (yaxud intron və ya hər hansı ümumi genomik sinteniya) varlığı kimi istifadə edilə bilər sübut ümumi layiqli müəyyən bir model dəstəkləmək. Genomik arxitekturada dəyişikliklər stoxastik proseslərdir və Li et. al. (Lynch lab) bizə göstərir ki, ERV yerləşdirilməsi oxşar və ya demək olar ki, eyni yerdə əvvəllər düşünüldüyündən daha yüksək sürətlə baş verə bilər. Buna görə də, biz bunu nəzərə almalıyıq, sonra paylaşılan ERV-nin müəyyən bir filogenetik modelə olan inamımızı nə qədər artırdığını hesablamalıyıq.

Əlaqələndirdiyiniz video ERV inteqrasiyasının tamamilə təsadüfi (yəni, çox sadə) modelindən istifadə edir və müəyyən bir yerə daxiletmə şansını 3.3e-10-a təyin edir. Li-nin tapıntıları bunun yanlış olduğunu söyləyir. In dafniya, ən azı, "qaynar nöqtələr" yeni intron qazancının təxminən 25%-ni təşkil edə bilər. Video həmçinin insanlar və şimpanze arasında paylaşılmayan ERV-lərin bütün nümunələrini daxil edə bilmədi (salfetin arxası, bu onların genomları arasında ~0,3% fərqə səbəb ola bilər, Mun et al. 2014-cü il). Bu, təsadüfən baş verən dəqiq uyğunlaşma ehtimalını artıracaq (məsələn, iki nəfəri otağa qoyun, onların eyni ad günü olma şansı nə qədərdir? 100 nəfəri otağa qoyun, onlardan hər hansı birinin eyni ad günü olma şansı nə qədərdir? ?).

Beləliklə, olaq son dərəcə mühafizəkardır və həm şimpanzelərdə, həm də insanlarda müəyyən bir yerə eyni yerləşdirmə şansının mində bir olduğunu söyləyirlər (1e-3, orijinal modeldən yeddi böyüklük daha çox ehtimal olunur). Videoda on altı paylaşılan ERV müəyyən edilmişdir; əgər hər biri ortaq layiqli olmadığı üçün müstəqil hadisə hesab olunursa, biz hələ də 1e-48 (1e-3 ^ 16) ətrafında əmsallara baxırıq. Alternativ ola bilər ki, onlar ümumi əcdaddan bölünmədən əvvəl olan əlavələrdən əldə edilir. Verilən Li et. s., ola bilsin ki, hər bir hadisəyə 1,0 əvəzinə yalnız 0,75 ehtimalı verilməlidir (videoya görə), çünki onların 25%-ə qədəri qaynar nöqtələrdən ola bilər. Bu ssenaridə ehtimal 0,01 (0,75 ^ 16) təşkil edir. Buna görə də, ikinci fərziyyə birincidən 46 dərəcə böyük ehtimaldır. Fikrimcə, bu, insanlar və şimpanzelərin yalnız ERV məlumatlarından istifadə edərək ortaq əcdadı paylaşdıqlarına dair son dərəcə inandırıcı sübutdur.

Mən aydın olmaq istəyirəm, mən bu rəqəmləri geniş şəkildə aldadıram yox ümumi mənşəyi dəstəkləmək. Əsl əmsallar ümumi nəsil lehinə daha yüksək olacaq.

Əlavə oxumaq üçün Welkin Johnson 2015-ci ildə ERV-lər haqqında hərtərəfli rəy yazdı (ödənişli, ona görə də institusional girişiniz yoxdursa, Alexandra Elbakyanın elmi ədəbiyyat axtarış metodunu axtarmaq lazım ola bilər).


İstinadlar

Johnson BİZ. (2015). Genomik Erada Endogen Retroviruslar. Ann. Rev. Virusologiya. doi: 10.1146/annurev-virologiya-100114-054945

Li W. et al. (2009) Daphnia Populyasiyalarında Geniş, Son Intron Qazancları. Elm. doi: 10.1126/science.1179302

Mun S. et at. (2014) Şimpanzeyə Xüsusi Endogen Retrovirus Şimpanze Genomunda Genomik Variasiyalar Yaradır. PLoS One. doi: 10.1371/journal.pone.0101195

Yohn et. al. (2005). İnsanların və oranqutanların deyil, Afrika Böyük Meymunlarının Genomlarında Retroviral Yerləşdirmələrin Nəsil Xüsusi Genişlənməsi. PLoS Biol. doi: 10.1371/journal.pbio.0030110


İnsanların və oranqutanların deyil, Afrika Böyük Meymunlarının Genomlarında Retroviral Yerləşdirmələrin Nəsil Xüsusi Genişlənməsi

Əlaqələr Genetika Departamenti, Case Western Reserve Universiteti, Klivlend, Ohayo, Amerika Birləşmiş Ştatları, Genom Elmləri Bölməsi, Vaşinqton Universiteti Tibb Məktəbi, Sietl, Vaşinqton, Amerika Birləşmiş Ştatları

Genom Elmləri Departamenti, Vaşinqton Tibb Məktəbi, Seattle, Vaşinqton, Amerika Birləşmiş Ştatları

Molekulyar və İnsan Genetikası Departamenti, Baylor Tibb Kolleci, Hyuston, Texas, Amerika Birləşmiş Ştatları

Əlaqələndirmə Genom Tədqiqatları İnstitutu, Bethesda, Merilend, Amerika Birləşmiş Ştatları

Mənsubiyyəti Maks-Plank Təkamül Antropologiya İnstitutu, Leypsiq, Almaniya

* Yazışmalar kimə ünvanlanmalıdır. E-poçt: [email protected]

Genom Elmləri Departamenti, Vaşinqton Tibb Məktəbi, Seattle, Vaşinqton, Amerika Birləşmiş Ştatları


GİRİŞ

İlk dəfə 1950-ci illərdə müəyyən edilmiş Transpozisiya Elementləri (TE) bütün orqanizmlərdə mövcuddur və bir çoxu genomun təşkili və təkamülündə kritik oyunçulardır. Transpozisiya hadisələri ev sahibinin genomuna zərər verə bilər, nəticədə ya insertional mutagenez, ya da qeyri-allelik homoloji rekombinasiya ilə nəticələnir. Məməlilərin genomunda bu retropozisiya hadisələri mutasiyalar, xəstəliklər və epigenetik dəyişikliklərlə əlaqələndirilir (20). Alternativ olaraq, TE-lər ev sahibinin genomu tərəfindən sınaqdan keçirilə bilər, məsələn, retroelementlər sentromer demarkasiyasında (24, 35), telomer funksiyasında (6), ev sahibinin müdafiəsində (5, 44, 45), DNT təmirində (8) və plasental inkişafda iştirak edir. (55). TE-lər həm gen tənzimlənməsinin, həm də funksiyasının təkamülünə təsir göstərə bildiyindən, genomlar və onların rezident TE-ləri arasında mürəkkəb qarşılıqlı əlaqəni başa düşmək lazımdır. TE-lərin sinifləri, əhalinin sıxlığı və təkamülü eukariotlarda müxtəlifdir. Məsələn, uzun kəsişən elementlərin (L1s) şaquli olaraq ötürüldüyü düşünülür, məməlilərin genomunda ən sıx məskunlaşmış elementlərdir, siçan və insan genomlarında ardıcıllığın demək olar ki, yarısını təşkil edir (41, 48, 60) və sübut edilmişdir. məməlilər sinfinin şaxələndirilməsindən bəri təkrarlanan fəaliyyət (12, 26, 61). Əksinə, endogen retrovirusların (ERVs) ekzogen retrovirusların mikrob xəttinə inteqrasiyası nəticəsində yarandığı və nəticədə ev sahibi genomu tərəfindən təsirsiz hala salınmadan əvvəl qısa müddətə fəaliyyət göstərdiyi güman edilir (4). Məməlilərin təkamülü boyunca çoxsaylı ERV infeksiyası dalğaları və sonrakı sükunət baş verdi, bu günə qədər araşdırılan bütün məməli genomlarında olan qeyri-funksional və deqradasiya olunmuş ERV-lərin nüsxələri tapıldı (28, 32, 66). Baxım və təkamül baxımından bu iki TE sinfi arasındakı fərqlər tədqiqatçıları ERV-ləri əsasən parazit ardıcıllıqlar hesab etməyə vadar etdi, halbuki L1-lər genom təkamülünün iştirakçıları kimi qəbul edilir (18, 27, 61), baxmayaraq ki, son zamanlarda Le Rouzic et. al. (42) təklif etdi ki, hər hansı TE-nin uzunmüddətli seçilməsi Darvin seçiminin göstəricisidir, məsələn, funksional məhdudiyyət.

TE sinifləri arasındakı mürəkkəb qarşılıqlı əlaqə də genomun təkamülünə dərin təsir göstərə bilər. Bu cür qarşılıqlı əlaqə ilan balığının təkamülündə iştirak etmişdir (Yaponiya Anguilla) genom, burada qısa kəsişən elementlər (SINEs) daxilə cavab olaraq səfərbər olunur trans aktiv L1-lərin fəaliyyəti (40). Başqa bir misalda, MysTR retrovirusunun yeni retroelementinin L1-lərin itirilməsi ilə eyni vaxtda bu yaxınlarda gücləndirildiyi göstərildi. Orizomiya, Cənubi Amerika düyü siçovulu (13). Üstəlik, L1-lərin itkisi Orizomiya və MysTR-nin gücləndirilməsi kladənin diversifikasiyası ilə üst-üstə düşürdü (30).

Kenquru endogen retrovirusu (KERV) bu yaxınlarda müəyyən edilmiş endogen retrovirusdur (52), genom təkamülündə retroelementlərin rolunu öyrənmək üçün cəlbedici bir nümunə təqdim edir. KERV əvvəlcə iki yaxından əlaqəli valabi növü arasında spesifik hibriddə sentromerlərdə gücləndirilmiş ardıcıllıq olaraq tapıldı. Macropus rufogriseusM. eugenii (52). Daha yeni hibridləşmə təcrübələri sübut etdi ki, KERV aktiv və gizli sentromerlərdə mövcud olan bütün marsupiallarda mövcuddur (23, 24). Bacı takson M. eugeniiM. rufogriseus son 1 milyon ilə 2 milyon il ərzində bir-birindən ayrılmışlar (29) və retroelement populyasiyalarında zəngin təkamül tarixi olan taksonları təmsil edirlər. M. eugeniiM. rufogriseus eyni xromosom tamamlayıcısına və qorunan xromosom seqmentlərinə malikdir (51-ci istinadda nəzərdən keçirilir), hələ də M. rufogriseus genomun demək olar ki, 30%-ni təşkil edən və əsasən KERV elementlərindən ibarət sentromerik bölgələri əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirmişdir. Sentromerik genişlənmələr müşahidə olunur M. rufogresius bu növdə sabitlənmişdir (10, 49, 52) və beləliklə, aktiv retroelementin genomda yaşayan digər retroelementlərə təsirini araşdırmaq üçün bir model təmin edir.

Bu işdə KERV-nin quruluşu və ifadə nümunəsi, onun digər retroviruslarla filogenetik əlaqəsi və uzun terminal təkrar (LTR) ardıcıllığı M. eugeniiM. rufogriseus səciyyələndirilmişdir. Bundan əlavə, KERV və TE-nin L1 populyasiyası arasında hər hansı potensial qarşılıqlı əlaqə üçün analizlər Makrop cins ifa edilmişdir. Floresensiya yerində KERV və L1 elementlərinin nisbi surət sayını, ifadəsini və paylanmasını müəyyən etmək üçün hibridləşmə (FISH), kəmiyyət real vaxt PCR və RNT tədqiqatlarından istifadə edilmişdir. M. rufogriseusM. eugenii. KERV, 6,174-bp proviral genomda gücləndirilir Makrop cins, nəsil-xüsusi üslubda, sentromerlərlə məhdudlaşır və L1 tükənməsi ilə əlaqəli deyil. Beləliklə, Cantrell və başqalarının fərziyyəsinə zidd olaraq. retroelementlərin gücləndirilməsinin L1 elementlərinin itirilməsi ilə birbaşa əlaqəli olduğunu (13), KERV-nin L1 nüsxə nömrəsinin dəyişməsindən asılı olmayaraq təkrarlanma hadisələri vasitəsilə gücləndirilməsinə məruz qalmışdır. Makrop və aktiv sentromerlərin əsas tərkib hissəsidir.


(H)ERV-lərin məməlilər arasında paylanması

Son hesablamalar, cinslə təmsil olunan ən erkən tanınmış həqiqi primatların olduğunu göstərir Teilhardina, təxminən 55,8-85 milyon əvvəl ortaya çıxdı 25 . Sonradan Yeni Dünya meymunları və ya platirrinlər Köhnə Dünya meymunlarından və hominoid primatlardan ayrılmışdır və ya katarin təxminən 33–57 Mya 26 . Ehtimal edilir ki, bəzi HERV nəsilləri qədim primata bənzər əcdadda yaranıb və onlar arasında geniş yayılmışdır. platirrinlərkatarinlər bütün primat nəsilləri arasında bölüşdürüldükləri üçün onların divergensiyasından əvvəl (şək. 1) 27 . Məsələn, genomik və təkamül təhlili göstərdi ki, HERV-FRD qrupunun 53-87 milyon il əvvəl təxmini inteqrasiya müddəti var ki, bu da bu qrupun bütün mövcud olmayan primat növlərinin əksəriyyətində mövcud ola biləcəyini göstərir 19. Buna baxmayaraq, HERV-lərin əksəriyyətinin Hominoidlərin Köhnə Dünya meymun nəslindən ayrılmasından əvvəl inteqrasiya olunduğu təxmin edilir və genom işğalının aşkar zirvəsi 30-45 Mya (Şəkil 1) 17, 19 civarında baş verir. HERV-lərin diversifikasiyasını və genişlənməsini dəstəkləyən əlavə sübutlar katarinlər HERV polimeraza geni üçün mikroarray skrininqi ilə sübut edilmişdir (pol) primat nəslinin içində olduğunu göstərir platirrinlər insan-primat paylaşılan HERV sekanslarının ya yoxdur, ya da çox az nüsxə nömrələri var (bir pol gen) 28 . İnfeksiya dinamikası baxımından, insan genomunun digər primatlar (hominoidlər və Köhnə Dünya Meymunları) və məməlilərlə müqayisədə ERV inteqrasiya nisbətində son bir azalma nümayiş etdirməsi maraq doğurur 8 .

HERV-lərin primat nəsli üçün müstəsna olmadığına dair sübutlar var ki, bu da HERV-lər və ERV-lər arasındakı fərqin süni olduğunu vurğulayır. Məsələn, HERV-F/H qrupu təkcə simianlarda deyil, həm də 60-70 Myr əvvəl təxmini inteqrasiya vaxtı ilə prosimiyalılar arasında tapılan ən qədim HERV nəsillərindən birini təmsil edir (Şəkil 1) 29. Eyni şəkildə, HERV-L retroelementləri (funksional zərf geninin olmaması səbəbindən həmişə ERV kimi təsnif edilməsə də) plasental məməlilərdə də aşkar edilmişdir ki, bu da bu elementlərin məməlilərin genomlarını 100-150 Myr əvvəl 30-dan çox işğal etməyə başladığını göstərir. Bu yaxınlarda təxmin edilmişdir ki, HERV-S/L retrovirusları uzaqdan qohum olan məməli taksonları, sürünənlər, amfibiyalar və selakant balıqları arasında ən qədim və geniş yayılmış qruplardan biridir. məməlilərin genomları primatların və insanların yaranmasından çox əvvəl. Növlərə xas şəkildə yayılan digər endogen retroviruslar da var ki, bu da ERV invaziyasının növlər arasında fərqdən sonra da baş verə biləcəyini göstərir. Bu, insana xas və bəzən əlavə olaraq polimorf HERV-K (HML-2) elementləri ilə bağlı vəziyyətdir. Bu elementlər təmizləyici seçim altında təkamül edir ki, təkrarlama qabiliyyətinə malik nüsxələr yaxınlarda aktiv olub və 800 000 ilə 150 ​​000 il əvvəl inteqrasiya olunub 16, 31-33 . Bunun əksinə olaraq, Pan troglodytes endogen retrovirus (PtERV1) 2-4 Mya dövr etdi və həm şimpanze, həm də qorilla genomlarında yüksək nüsxədə (hər genomda 100 nüsxədən çox) mövcuddur, lakin insan və oranqutan genomunda yoxdur, bu virusların yalnız müvəffəqiyyətlə keçə bildiyini göstərir. bəzi primat növlərini kolonizasiya edin (şək. 1) 34 . Beləliklə, ERV-lərə gəldikdə, insanların retrovirusların davamlı olaraq hədəf aldığı, bəzilərinin sporadik olaraq rüşeym xəttinə daxil olan və populyasiyada sabitləşən hər hansı digər onurğalı növləri kimi olduğunu vurğulamaq lazımdır.


İnsan genomunun təkamülü və formalaşmasında HERV-nin rolu

Təxminən 75 il əvvəl, Barbara McClintock-un qabaqcıl tədqiqatları, indi DNT-nin (1) 㹀% təşkil etdiyi bilinən dəyişdirilə bilən elementlərin (TE) yararsız “junk DNT” euketik komponentləri olduğunu irəli sürdü. mühüm tənzimləyici rolları ola bilən genomlar (35). Hal-hazırda artan dəlillər təsdiqləyir ki, TE-lər onurğalıların genomlarının formalaşmasında və təkamülündə həlledici rol oynayıb, gen ekspresyonunun soy-xüsusi nümunələrinin yaradılmasına töhfə verib (36, 37). TE-nin daxil edilməsi məməlilər arasında yüksək dərəcədə qorunub saxlanılır, hüceyrə genlərinin yaxınlığında artan sıxlıq göstərir və transkripsiya faktorunu bağlayan yerlərin və tənzimləyici siqnalların əsas mənbəyidir (37�). Bu, onların təkamül boyu insan inkişafı və transkripsiya modulyasiyası üçün aktuallığını göstərir (36, 38). Əlbəttə ki, TE-lərin əksəriyyəti bir neçə milyon il əvvəl əldə edilmiş, kodlaşdırma ardıcıllığında mutasiyaların yığılması və histon hipermetilasiyası kimi transkripsiya repressiyasının müxtəlif hüceyrə mexanizmləri səbəbindən indiyə qədər susdurulmuşdur. Buna baxmayaraq, bir çox TE, ehtimal ki, ev sahibi ilə uzunmüddətli birgə təkamüldə iştirak edir ki, bu da ilk növbədə onların zərərli təsirlərinə qarşı selektiv təzyiq göstərdi və daha sonra bəzi hallarda onların bioloji proseslərə uyğunlaşmasına səbəb oldu (43, 44). Maraqlıdır ki, hətta TE-lərin ümumi epigenetik susdurulması belə, sığınacaq verən orqanizmin əcdad adaptasiyasını təmsil edə bilərdi ki, bu da ilkin olaraq müdafiə sistemlərini aşağı tənzimləmək üçün təkamül etdi və sonra onların eksaptasiyası vasitəsilə gen ifadəsini idarə etmək üçün strategiyalar hazırladı (44). Bu baxımdan, epigenetik tənzimləmənin sporadik itkisi yalnız müəyyən inkişaf mərhələləri və pozğunluqlarla əlaqələndirilə bilməz, həm də təkamül qabiliyyətini artırmaq üçün bir fürsət təşkil edə bilər (44). Müvafiq olaraq, nəzarət mexanizmlərinə baxmayaraq, bir çox HERV ardıcıllığı hələ də qalıq ifadə qabiliyyətini saxlayır və bu, həm kodlaşdıran, həm də kodlaşdırmayan RNT transkriptlərinin istehsalına gətirib çıxarır ki, bu da hər ikisi host biologiyasına təsir edə bilər. HERV-nin onurğalıların fiziologiyasına təsirinin ən diqqətəlayiq nümunələrindən biri konvergent təkamül prosesi vasitəsilə bütün evteriya məməlilərində müxtəlif HERV ardıcıllığı ilə kodlanmış Env zülallarının ansamblı olan “syncytins” ilə təmsil olunur (45). Syncytins əslində müxtəlif növlər tərəfindən müstəqil şəkildə əhliləşdirilib, plasentanın inkişafı və fiziologiyası üçün ümumi və vacib funksiyaları təmin edir. İnsan genomuna gəldikdə, iki env loci, yəni ERVWE1 (HERV-W, 7q21.2) və ERVWE2 (HERV-FRD, 6p24.1), uyğun olaraq sinsitin-1 və -2 zülallarını kodlayır (17, 18). Syncytin-1-in plasental sinsitiotrofoblastın inkişafı və homeostazında əsas rolu olsa da (17, 18, 46, 47), sinsitin-2-nin fetal alloqreftə qarşı ana immun tolerantlığında iştirak etdiyi düşünülür (32). Bu və digər HERV-dən əldə edilən Env zülallarının rolu yaxınlarda başqa yerlərdə nəzərdən keçirilmişdir (9).

Zülal istehsalından başqa, DNT-mizdə yayılmış minlərlə HERV ardıcıllığı bol tənzimləyici elementlər mənbəyi təmin edərək primatların genomunun təkamülünə töhfə verdi. Məlumdur ki, bizim genetik məlumatımız hər ikisini əhatə edən tənzimləyici şəbəkələrdə təşkil olunur cis- tənzimləmə ardıcıllığı və trans-fəaliyyət göstərən genlər və onların qarşılıqlı əlaqəsi hüceyrə plastikliyi və təkamülün əsasında dayanır (23, 44). Həmçinin HERV-lər bu kompleks qarşılıqlı əlaqədə iştirak edir, ev sahibi genlərin fəaliyyətini bir neçə yolla və müxtəlif ifadə səviyyələrində tənzimləyə bilirlər (Şəkil 2). Əslində, hətta HERV proviruslarının və tək LTR-lərin tək olması hüceyrə genlərinin fəaliyyətinə təsir göstərə bilər (Şəkil 2a). Təkrarlanan elementlərin daxil edilməsi genomik modifikasiyaların mənbəyidir, ola bilsin ki, birgə lokallaşdırılmış genlərin pozulmasına və ya insertsional mutagenezinə gətirib çıxarır və ya allel olmayan homoloji rekombinasiya yolu ilə xromosomların yenidən qurulmasını təşviq edir (Şəkil 2a). Bu, Y xromosomunda yerləşən iki homolog HERV-I ardıcıllığı arasında xromosomdaxili rekombinasiyanın azospermiya amilinin mikrodelesiyasından məsul olduğu kişi sonsuzluğunda bildirilmişdir (48). Bundan əlavə, HERV LTR-lər təmin edə bilər cis- transkripsiyasını gücləndirməklə və ya hətta alternativ promotorlar və splicing siqnalları təmin etməklə yaxınlıqdakı hüceyrə genlərinin tənzimləyici fəaliyyəti, həmçinin əla toxuma spesifikliyi (Şəkil 2a). Nümunəvi nümunə HERV-E provirusu atalardan qalma amilaza geninin yuxarı axınında inteqrasiya olunmuş və parotid bezlərdə spesifik gücləndirici rolunu oynayır (49, 50). Bundan əlavə, zülal kodlaşdırma qabiliyyətinin tez-tez itirilməsinə baxmayaraq, həmçinin mikroRNT və uzun ncRNA kimi HERV-dən əldə edilən kodlaşdırmayan RNT-lərin (ncRNA) bol istehsalı, ehtimal ki, cis- ya təkbaşına (məsələn, RNT bağlayan zülal üçün tanınma motivini təmin edir) və ya hüceyrə transkripsiya faktorları ilə birlikdə ev sahibi genlərin ifadəsini modullaşdıra bilən tənzimləyici elementlər (Şəkil 2b). Bu, məsələn, pluripotentliyi HERV-H elementi ilə ifadə olunan nüvə uzun ncRNA-larından və xüsusi hüceyrə transkripsiya aktivatorlarını cəlb edən insan embrion kök hüceyrələrində baş verir (51). Bundan əlavə, HERV ncRNA-ları bir neçə insan mikroRNA-sının HERV-lərlə yüksək ardıcıllıqla homologiyası olduğunu nəzərə alsaq, gen ifadəsinin transkripsiyadan sonrakı tənzimlənməsində iştirak edən “CRNA süngərləri” bağlayıcı və nəmləndirici mikroRNT ailələri kimi çıxış edə bilər (52�). Belə bir miRNT süngər fəaliyyəti embrion kök hüceyrələrində pluripotensiyanın müsbət tənzimlənməsində bildirilmişdir ki, bu da HERV-H uzun ncRNA-nın (HPAT5, lokus 6q27) let-7 mikroRNT ailəsindəki tamamlayıcı ardıcıllıqla qarşılıqlı təsirindən asılıdır (54, 55) (Şəkil 2b). Nəhayət, əgər HERV zülalı istehsal olunarsa, o, əvvəllər virusun həyat tsiklində iştirak edən və indi yeni hüceyrə funksiyalarını təmin edən bioloji fəaliyyətlər vasitəsilə ev sahibinin gen ifadəsini modulyasiya edə bilər (21) (Şəkil 2c). Nümunə olaraq, HERV Gag və Rec zülallarının hüceyrə transkriptlərinin sabitliyinə, lokalizasiyasına və tərcüməsinə təsir göstərdiyi məlumdur (21). Müvafiq olaraq, HML2 Rec-in embrion hüceyrələrdə ≈x0007E1,600 hüceyrəli mRNA ilə qarşılıqlı əlaqədə olduğu və xüsusən də onların ribosom tutulmasına təsir göstərdiyi bildirilmişdir ki, bu da ehtimal ki, erkən inkişaf üçün uyğunlaşdırılmış tənzimləyici funksiyanı təklif edir (56). Eynilə, qədim Ty3/qaraçı retrotranspozonundan əldə edilən Arc Gag kimi zülal, beyin təkamülü zamanı sinir sisteminin inkişafı və plastikliyində mühüm rol oynayan sinir hüceyrələri arasında əlaqəyə vasitəçilik etmək üçün istifadə edilmişdir (57�). Xüsusilə, Arc-ın hüceyrədənkənar veziküllər vasitəsilə bir neyrondan yeni alıcı hüceyrələrə köçürüləcək mRNT ardıcıllığını ehtiva edən kapsidlərə yığıldığı, daha sonra fəaliyyətdən asılı tərcüməyə məruz qaldığı göstərilmişdir (60).

Şəkil 2. İnsan gen ifadəsinin tənzimlənməsində və formalaşmasında HERV rolu. HERV-lər bir neçə səviyyədə ev sahibi gen ifadəsinə təsir göstərə bilər. (a) İnteqrasiya edilmiş DNT ardıcıllığı qeyri-allelik homoloji rekombinasiya (1) ilə xromosomların yenidən qurulmasına səbəb ola bilər və ya insertional mutagenez (2) vasitəsilə birgə lokallaşdırılmış genləri poza bilər. Bundan əlavə, hüceyrə geninə yaxın şəkildə inteqrasiya olunmuş HERV ardıcıllığı alternativ promotorlar təmin edə və ya LTR vasitəsilə onun ifadəsini gücləndirə bilər. cis-tənzimləyici elementlər (3). (b) HERV kodlaşdırmayan RNT (ncRNA) da edə bilər cis-hüceyrə tənzimləyicilərinin cəlb edilməsi (məsələn: transkripsiya və birləşmə faktorları) vasitəsilə belə hüceyrə genlərini tənzimləyir (4). Bundan əlavə, HERV ncRNA-nın “microRNA süngərləri, ” transkripsiyadan sonrakı modifikasiyalardan məsul olan bağlayıcı və nəmləndirici mikroRNT ailələri kimi fəaliyyət göstərdiyi bildirilmişdir (5). (c) Nəhayət, bəzi HERV zülalları hüceyrə mRNA-ları ilə qarşılıqlı əlaqəsi və onların köçürülməsi və ribosom tutulmasının modulyasiyası vasitəsilə gen ifadəsini də tənzimləyə bilər (6).

Fərdi HERV ardıcıllığının rolu ilə yanaşı, insan DNT-sində geniş yayılmış TE ansamblının daha geniş rol oynaya biləcəyi təklif edilmişdir. Bir növ paralel tənzimləyici şəbəkə yaratmaqla, TE-lər çox güman ki, çoxlu ev sahibi genlərinə təsir edə bilər və beləliklə, kompleks hüceyrə proseslərində iştirak edən bütün yolları formalaşdıra bilər (22, 36, 61). Müvafiq olaraq, insan genomunda p53 bağlanma yerlərinin üçdə birindən çoxu p53 tənzimləyici şəbəkənin əsas komponentlərinə çevrilmiş I sinif HERV ardıcıllığı ilə səpələnmişdir (62). Beləliklə, HERV əlavələrinin əldə edilməsi insan genomunun plastikliyi və hüceyrə şəbəkəsi üçün hərəkətverici qüvvə rolunu oynaya bilərdi və aşağıda təsvir olunduğu kimi, belə TE-dən asılı modelləşdirmə və funksional yenilənmə anadangəlmə toxunulmazlığın təkamülündə xüsusilə mühüm rol oynamışdır. Onurğalıların genomları HERV-lərin alınması yolu ilə əhəmiyyətli dəyişikliklərə məruz qalmışdır və maraqlısı odur ki, bu cür kolonizasiya mühüm immun yolların inkişafı ilə bərabər olmuşdur (24). Əsas dəyişikliklər həm anadangəlmə, həm də adaptiv immun sistemlərində baş vermiş, onurğalıların antiviral müdafiələrinin mürəkkəbliyini və spesifikliyini artırmışdır (24). Primat MHC-nin lokalizasiyası (əsas histouyğunluq kompleksi) əslində HERV inteqrasiyasının yüksək sıxlığı ilə xarakterizə olunur ki, bu da onların diqqətəlayiq plastisiyasına (63) kömək etdi və növlər arasında gen dəyişikliyinə səbəb oldu. Nümunə olaraq, insan tamamlayıcısının doqquzuncu intronun içərisinə daxil edilmiş HERV-K(HML10) provirusu C4A gen (MHC sinif III), həmçinin HERVKC4 adlanır, onun ikitərəfli ölçü dəyişikliyindən məsuldur (10, 64�). Növlər arasında fiziki dəyişikliklər yaratmaqla yanaşı, immun gen intronlarına bu cür TE əlavələri, əsasən antisens oriyentasiyada mövcud olan və iki istiqamətli transkripsiyaya məruz qalan tənzimləyici təsirləri də hesablaya bilər (10). Maraqlıdır ki, nisbətən yaxın zamanda genişlənmiş gen sinifləri tərəfindən yaranan mRNT ardıcıllıqları, məsələn, immunitetdə iştirak edənlər, əsas funksiyaları olan yüksək qorunan genlərdən yaranan transkriptlərdə olmayan TE-lərdə zənginləşdirilmişdir (38). Bütövlükdə, əsas immun sistemlərin formalaşmasında HERV-lərin roluna dair ən sağlam sübutlardan biri interferon (IFN) şəbəkəsi, anadangəlmə toxunulmazlıq üçün mühüm antiviral yol və adaptiv cavabların başlaması və saxlanması üçün əsas effektordur (67). Maraqlıdır ki, Chuong və həmmüəlliflər HERV əlavələrinin bir çox məməli genomlarında müstəqil olaraq geniş sayda IFN-induksiya edən gücləndiriciləri dağıtaraq IFN transkripsiya şəbəkəsinin təkamülünə və gücləndirilməsinə böyük töhfə verdiyini göstərdilər (22). Xüsusilə, insan hüceyrə xəttlərində bu endogen elementlərin bir hissəsinin eksperimental olaraq silinməsi IFN tərəfindən induksiya olunan qonşu genlərin fəaliyyətinə təsir göstərərək, AIM2 iltihabı (22) kimi vacib immun yolu pozdu. Bundan əlavə, qalıq tənzimləyici fəaliyyətlərinə görə, HERV LTR-lər IFN vasitəçiliyi ilə stimullaşdırıldıqdan sonra promotor və/yaxud gücləndirici kimi çıxış edə bilər (68). Bu, IFN siqnalı ilə aktivləşdirilmiş iki IFN-stimullaşdırılmış cavab elementini (ISRE) saxlayan və iltihaba cavab olaraq HML2 ifadəsinin artmasına səbəb olan HERV-K(HML2) LTR-lər üçün bildirilmişdir (69, 70). Buna uyğun olaraq HERV-K env genlərin transkripsiyası poliklonal T-hüceyrə aktivləşməsindən məsul olan Env superantigenlərini kodlayan IFN α tərəfindən stimullaşdırıla bilər (71).


Materiallar və metodlar

ERV9 LTR-lərin identifikasiyası Milli Biotexnologiya Məlumat Mərkəzində lazımsız verilənlər bazasını Di Cristofano və başqalarında təsvir edilmiş ERV9 LTR-nin ilk 676 bp ilə skrininq etməklə həyata keçirilmişdir. (1995a qoşulma nömrəsi X83497) proqramı BLASTN (Altschul et al. 1990) istifadə edərək. Müxtəlif alt ailələrin üzvləri ilə əlavə axtarışlar aparıldı. Müxtəlif elementlərdən cəmi 156 ERV9 homoloji fraqmenti müəyyən edilmişdir. CLUSTAL X (Tompson et al. 1997) ardıcıl düzülmələr üçün istifadə edilmişdir, sonradan GeneDoc (Nicholas and Nicholas 1997) ilə vizual yoxlama ilə dəqiqləşdirilmişdir.

Element alt ailələri, düzülmənin ən dəyişkən yerlərində müşahidə olunan paylaşılan nukleotid delesiyalarına və nukleotidlərə görə ardıcıllıqları müxtəlif dəstlərə qruplaşdırmaqla yaradılmışdır. Baxmayaraq ki, bu yerlərdən bir neçəsi CpG mövqeləri olsa da, bu dinukleotidlərin TpG və ya CpA-ya sürətli mutasiya sürətinə görə alt ailələr üçün az ayrı-seçkilik aparılsa da, xarakterik fərqlər bəzən aşkar edilə bilər. İlkin alt qrupların əlavə təftişi bu əvvəlki qrupların daha da bölünməsi üçün əlaqəli diaqnostik mövqelərin müəyyən edilməsinə səbəb oldu. Nukleotid mövqeyi, qruplaşdırılan ardıcıllığın 70%-dən çoxu eyni nukleotidi paylaşdıqda, ən azı bəzi digər oxşar qrupları xarakterizə edəndən fərqli olan ardıcıllığın diaqnostikası hesab edilirdi. Qrupun beş və ya daha çox ardıcıllığı ən azı üç diaqnostik mövqedən ibarət olduqda alt ailə statusu ardıcıllıqla verilmişdir.

Hər bir alt ailə və bütün nümunə üçün konsensus ardıcıllığı (“ümumi” konsensus ardıcıllığı) bir istisna olmaqla, hər mövqedə daha tez-tez rast gəlinən nukleotidin seçilməsi ilə əldə edilmişdir. Əgər üç cüt CpG, CpA və TpG dinukleotidlərinin kombinasiyası eyni dublet mövqedə mövcud idisə, T və ya A nukleotidləri ardıcıllığın 70%-dən çoxunda mövcud olmadıqda, CpG dinukleotidi konsensus dinukleotidi kimi seçildi. İki əsasdan hər hansı biri 50% tezliyə malik bir saytda meydana gəldikdə (birmənalı olmayan sahə), çoxsaylı bazaları təmsil edən IUPAC-IUB əsas kodları istifadə edilmişdir (Cornish-Bowden 1985).

ERV9 alt ailələrinin yaşını təxmin etmək üçün ilk növbədə konsensusdan nukleotid əvəzetmələrinin orta səviyyəsini hesabladıq (K), CpG dinukleotidləri və boşluqları istisna olmaqla, Kimuranın (1981) adi keçid/transversiya nisbəti ilə iki parametrli modelindən istifadə etməklə. Bu üsul, ilkin olaraq ümumi əcdaddan ayrılan iki ardıcıllıq üçün əldə edilən nukleotid əvəzetmələrinin faktiki sayının qiymətləndirilməsi üçün, iki ardıcıllıqdan biri dəyişməmiş mənbə geni olduqda da etibarlıdır (Kapitonov və Jurka 1996). Primatlarda psevdogen ardıcıllıqların dəyişmə sürəti kimi milyon ildə 0,16% fərz etsək (Britten 1994 Kapitonov və Jurka 1996), alt ailənin orta transpozisiya yaşı (T) kimi qiymətləndirilmişdir T = K/0.0016.

CpG və qeyri-CpG mövqeləri arasında dəyişiklik nisbətlərinin müqayisəsi CpG fərqinin korreksiyasından sonra aparılmışdır. dkorr = −ln(1 − dobs), Labuda və digərlərinə görə. (1991). dobs CpG dinukleotid mövqelərində uyğunlaşmadan bütün boşluqlar aradan qaldırıldıqdan sonra uyğunsuzluqların nisbi sayı yenidən hesablandı. Bu dəyərlərin bəzilərini hesablamaq üçün PHYLIP paketindən DNADIST (Felsenstein 1993) və DnaSP3 (Rozas and Rozas 1999) proqramlarından istifadə edilmişdir.

Maksimum parsimoniyadan istifadə edərək subfamily konsensus ardıcıllığının filogenetik təhlili PHYLIP paketindən DNAPARS proqramı ilə həyata keçirilmişdir (Felsenstein 1993). Paralel və ya konvergent təkamül ehtimalı nöqtə mutasiyalarına nisbətən indekslər üçün çox aşağı olduğundan, hər bir indeks nöqtə mutasiyalarından daha yüksək çəki aldı (bir indeks, uzunluğundan asılı olmayaraq, konservativ çəki kimi üç nöqtəli mutasiya kimi sayılır). Bootstrap analizi PHYLIP paketindən (Felsenstein 1993) SEQBOOT, DNAPARS və CONSENSE proqramlarından istifadə etməklə 1000 təkrarlama ilə həyata keçirilmişdir.

Mozaikliyin təhlili Robertson, Hahn və Sharp (1995) tərəfindən təsvir edildiyi kimi aparılmışdır. Bu üsul dörd takson arasında alternativ ağac topologiyalarını dəstəkləyən filogenetik informativ saytların paylanmasına əsaslanır: ehtimal olunan mozaika ardıcıllığı, iki “valideyn” nəslin hər birinin bir nümayəndəsi və məlum qrup. SimPlot (Ray 1999) maksimum parsimoniya ilə müəyyən edilən açılış dəyərlərinin sürüşmə pəncərəsi analizini həyata keçirmək üçün istifadə edilmişdir.


Müzakirə

Bu tədqiqatda biz onurğalılar arasında retrovirus gen koopsiyasının sistematik təhlilini apardıq və 93 və 84-ü əhatə edən 177 retrovirus gen koopsiya hadisəsini müəyyən etdik. tıxacenv müvafiq olaraq genlər. Biz retrovirus genin təbii seçimə (müsbət seçim və ya mənfi seçim) məruz qalması meyarından istifadə etdik ki, bu da potensial hüceyrə funksionallığını nəzərdə tutur (Graur et al. 2013), birgə seçilmiş retrovirus geni müəyyən etmək üçün. Selection pressure acting on a gene can be analyzed by using either comparative approaches (involving data from multiple species) or population genetics approaches (involving data from different individuals within a population) ( Nielsen 2005). Our study used the comparative approaches to analyze selection pressure and thus failed to identify retroviral gene co-option events under two scenarios: 1) the incipient retroviral gene co-option occurred within a single species and 2) retroviral gene co-option occurred in the common ancestor of several species, but the genome of only one species has been sequenced. Moreover, due to the rapid nature of retrovirus evolution, the similarity between some co-opted retroviral genes and representative retroviruses may fall out of the detection capability, although the representative retroviruses we used cover a broad range of retroviral diversity. Some co-opted retroviral genes might not have been annotated and included in the predicted proteomes of vertebrates, for example, hsaHTenv in Hominidae species. Taken together, the number of GCEs and ECEs, especially those that occurred in relatively recent time, might be much underestimated in our study. Nevertheless, nearly all the known co-opted retroviral genes documented in literature were identified in this study. For the ancient co-option events, such as HEMO (>100 Mya) and wcs1 genes (>100 Mya) ( Heidmann et al. 2017 Wang et al. 2019), retroviral genes other than co-opted genes will be degraded due to lack of functional constraints ( Blanco-Melo et al. 2017). Moreover, if a co-option event occurred in deep past, for example, in the common ancestor of primates or mammals, the co-opted gene will have passed on to its descendants. Our study mines primate or mammal species and can capture this event. Indeed, our study includes a broad diversity of vertebrates (notably, most of amniote orders) and cover many deep branching events in vertebrates. It follows that our analysis provides a snapshot of retroviral co-option in deep evolution of vertebrates.

Our study provides several novel insights into the evolution of retroviral gene co-option. 1) We identified 177 co-opted retroviral gene families, most of which are limited within a specific order. The number of retroviral gene co-option events decreases as time goes deeper ( fig. 5C and D). This temporal pattern can be generated by less frequent retroviral gene co-option in deep time, which is highly unlikely. Otherwise, it indicates that co-opted retroviral genes might have rarely been maintained over long periods of time. It follows that retroviral gene co-option might not contribute substantially to the long-term evolution of vertebrates. 2) To date, more than ten co-opted env genes, most of which are syncytin genes specific to a species or a limited number of species, and only several co-opted tıxac cases (such as Fv1, wcs1, və wcs2) have been reported, leading to the expectation that env genes are prone to be co-opted. However, we found similar number and temporal pattern for GCEs and ECEs, suggesting both envtıxac genes can be frequently co-opted. 3) Most of co-opted retroviral genes have been identified in mammals previously, with only several cases in fishes and reptiles ( Cornelis et al. 2017 Henzy et al. 2017). Surprisingly, we found 24 GCEs and 9 ECEs in bird species, suggesting that retroviral co-option occurred in the previously neglected birds. Comparing with mammals (138 co-option events) and birds (33 co-option events), only one GCE and five ECEs were identified in reptiles and fishes, respectively. These results suggest that retroviral gene co-option might have occur at different rates among vertebrate lineages, which might be partially explained by the different number of ERVs in different vertebrate lineages ( Hayward et al. 2015 Xu et al. 2018). Low number of retroviral gene co-option events identified in amphibians and reptiles might be partially due to limited number of amphibian proteomes (four) and reptile proteomes (12) available. But if co-option occurred deep in time during the evolutionary course of amphibians and reptiles, it could be identified. 4) All the three previously identified co-opted tıxac cases (namely Fv1, wcs1, və wcs2) involve ERV-L related retroviruses. However, we found that the co-opted tıxac genes are widely distributed across the retroviral diversity, suggesting that diverse retroviruses could be co-opted.

Co-opted retroviral Env proteins are implicated in either placental development or host antiviral defense ( Malfavon-Borja and Feschotte 2015 Cornelis et al. 2017 Johnson 2019). The syncytins derived independently from multiple co-option events were thought to be factors to promote the emergence of placenta, and the diverse syncytin genes may account for the diversity in the structure of placenta ( Lavialle et al. 2013). However, only few co-opted retroviral Gag proteins have been functionally characterized, most of which inhibit the replication of various retroviruses ( Best et al. 1996 Yap et al. 2014 Monde et al. 2017). We found many CrgCre genes are subject to positive selection ( fig. 6 and supplementary table S6 , Supplementary Material online), suggesting that these co-opted retroviral genes might be involved in host–virus arms race. In contrast, we failed to find any evidence of positive selection in 55 Crg and 41 Cre genes ( fig. 6A and B), and these genes seem to mainly experience negative selection, implying nonantiviral cellular functions. It should be noted that failing to find signature of positive selection might be due to lack of power (especially for the co-option events over long timescale or involving limited number of species). Nevertheless, based on the results of different selection pressure acting on co-opted retroviral genes, we infer that co-opted retroviral genes perform diverse cellular functions. Our study provides a valuable resource for functional analyses of co-opted retroviral genes in vertebrates.

ERVs are highly abundant in the vertebrate genomes. The ERVs might be removed by homologous recombination between long-terminal repeats. Only a minor proportion of co-opted retroviral genes (still large in number) could be fixed in the population. In parallel, the retroviral traces surrounding co-opted genes will be degraded due to accumulating disruptive mutations and/or large deletion ( fig. 7). The co-opted gene evolves within hosts, forming orthologous genes in closely related species following host speciation. Broadly, the co-opted retroviral genes can be divided into two functional categories, antiviral defense and nonantiviral cellular functions ( Frank and Feschotte 2017). Viral burden might not remain constant during the evolutionary course. When the related ancient viruses are extinct, the functional constraints acting on the antiviral co-opted genes will be relaxed. Defense response is usually costly. Then, the co-opted gene involved in host–virus arms race might be pseudogenized or even lost. Indeed, some co-opted genes, such as wcs genes, became pseudogenized or deleted during their evolutionary course ( Wang et al. 2019). If co-opted genes can mediate nonantiviral biological processes, such as syncytiotrophoblast formation ( Cornelis et al. 2017), they are more likely to undergo constant functional constraints and are unlikely to be lost. Our results show co-opted retroviral genes might have not been maintained over long periods of time during the evolution of vertebrates, suggesting that retroviral gene co-option might not contribute significantly to the long-term evolution of vertebrates.

The model for the evolution of retroviral gene co-option. Retroviruses can occasionally integrate into the host genomes, forming proviruses. Genes within proviruses are frequently co-opted by their hosts. The retroviral traces flanking the co-opted genes can be lost through large deletion or degraded through disruptive mutations. The co-opted retroviral gene becomes orthologous following speciation. Due to host–virus arms race, co-opted retroviral genes that work as restriction factors usually evolve under positive selection. If the related exogenous virus goes extinct, these co-opted genes might be lost. On the other hand, the co-opted retroviral genes that are involved in nonantiviral functions are usually subject to purifying selection due to functional constraints.

The model for the evolution of retroviral gene co-option. Retroviruses can occasionally integrate into the host genomes, forming proviruses. Genes within proviruses are frequently co-opted by their hosts. The retroviral traces flanking the co-opted genes can be lost through large deletion or degraded through disruptive mutations. The co-opted retroviral gene becomes orthologous following speciation. Due to host–virus arms race, co-opted retroviral genes that work as restriction factors usually evolve under positive selection. If the related exogenous virus goes extinct, these co-opted genes might be lost. On the other hand, the co-opted retroviral genes that are involved in nonantiviral functions are usually subject to purifying selection due to functional constraints.


Role of viruses in human evolution

The study of viral molecular genetics has produced a considerable body of research into the sequences and phylogenetic relationships of human and animal viruses. A review of this literature suggests that humans have been afflicted by viruses throughout their evolutionary history, although the number and types have changed. Some viruses show evidence of long-standing intimate relationship and cospeciation with hominids, while others are more recently acquired from other species, including African monkeys and apes while our line was evolving in that continent, and domesticated animals and rodents since the Neolithic. Viral selection for specific resistance polymorphisms is unlikely, but in conjunction with other parasites, viruses have probably contributed to selection pressure maintaining major histocompatibility complex (MHC) diversity and a strong immune response. They may also have played a role in the loss in our lineage of N-glycolylneuraminic acid (Neu5Gc), a cell-surface receptor for many infectious agents. Shared viruses could have affected hominid species diversity both by promoting divergence and by weeding out less resistant host populations, while viruses carried by humans and other animals migrating out of Africa may have contributed to declines in other populations. Endogenous retroviral insertions since the divergence between humans and chimpanzees were capable of directly affecting hominid evolution through changes in gene expression and development.

Copyright 2003 Wiley-Liss, Inc.

Rəqəmlər

Phylogeny of mammalian herpesviruses. Composite…

Phylogeny of mammalian herpesviruses. Composite tree based on amino‐acid sequences from eight genes.…

Recombination in human herpesvirus‐8. Capital…

Recombination in human herpesvirus‐8. Capital letters (e.g., PPP, BBP) refer to alleles (ORF‐K1,…

Phylogeny of primate adenoviruses. Composite…

Phylogeny of primate adenoviruses. Composite tree derived from phylogenies based on analysis of…

Phylogeny of mammalian Papovaviridae. Composite…

Phylogeny of mammalian Papovaviridae. Composite tree constructed from phylogenies in Ong et al.…

Intratype diversity in papillomaviruses 16…

Intratype diversity in papillomaviruses 16 ( A ) and 18 ( B ).…

Phylogeny of mammalian poxviruses. Approximate…

Phylogeny of mammalian poxviruses. Approximate relationships as presented in Blasco (1995), Douglas and…

Common agents of infant diarrhea.…

Common agents of infant diarrhea. A: Caliciviruses. Calicivirus phylogeny derived from sequence analysis…

Respiratory viruses. A: Coronaviruses. Coronavirus…

Respiratory viruses. A: Coronaviruses. Coronavirus phylogenetic relationships derived from analysis of polymerase gene…

Paramyxoviruses. Phylogenetic analysis of N…

Paramyxoviruses. Phylogenetic analysis of N open reading frame (Chua et al., 2000). Human…

Picornaviruses. Phylogeny of polymerase protein,…

Picornaviruses. Phylogeny of polymerase protein, composite of trees from Rodrigo and Dopazo (1995),…

Hepatitis viruses. A: Phylogeny of…

Hepatitis viruses. A: Phylogeny of human and primate hepatitis A viruses, based on…

Hepatitis B viruses. Phylogenetic analysis…

Hepatitis B viruses. Phylogenetic analysis of representative human and nonhuman HBV full genome…

Primate immunodeficiency viruses. Schematic diagram…

Primate immunodeficiency viruses. Schematic diagram shows phylogenetic relationships and cross‐species transmission of primate…

Primate T‐cell lymphotropic viruses (PTLV).…

Primate T‐cell lymphotropic viruses (PTLV). Phylogeny of HTLV/STLV types I and II, constructed…

Tissue‐specific gene expression mediated by…

Tissue‐specific gene expression mediated by HERV insertion: salivary amylase. Enhancer sequences in ERVA1…


Acknowledgements and Funding

F. F. Nascimento was a grantee of EIPRS and Stock and Meat Industries Grant-in Aid (Australia), and Boehringer Ingelheim Fonds (Germany). M. Charleston gratefully acknowledges funding from the Australian Research Council (grant number DP1094891). We are grateful for H. Klingel (Ugandan Institute of Ecology, Uganda, and University of Braunschweig, Germany) and to E. Randi (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale, Italy) for providing the DNA samples of the forest hog and the desert warthog respectively. We are thankful to H. Seuánez (Instituto Nacional de Câncer, Brazil) and G. Larson (Durham University, United Kingdom) for reviewing earlier drafts of this manuscript.


İstinadlar

Coffin, J. M., Hughes, S. H. & Varmus, H. E. (eds) Retroviruslar (Cold Spring Harbor Press, 1997).

Kurth, R. & Bannert, N. (eds) Retroviruses: Molecular Biology, Genomics and Pathogenesis (eds Kurth, R. & Bannert, N.) (Caister Academic, 2010).

Goff, S. P. in Fields Virology Ç. 55 (eds Knipe, D. M. et al.) 1999–2069 (Lippincott Williams & Wilkins, 2007).

Hirsch, A. J. The use of RNAi-based screens to identify host proteins involved in viral replication. Gələcək Mikrobiol. 5, 303–311 (2010).

Boeke, J. D. & Stoye, J. P. Retrotransposons, endogenous retroviruses, and the evolution of retroelements. Retroviruslar [online], (1997). A good introduction to the basic properties of ERVs.

Weiss, R. A. The discovery of endogenous retroviruses. Retrovirology 3, 67 (2006). A personal account of the history of ERV discovery by one of the main players in the field.

Rosenberg, N. & Jolicoeur, P. in Retroviruslar (eds Coffin, J. M., Hughes, S. H. & Varmus, H. E.) 475–585 (Cold Spring Harbor Press, 1997).

Martin, M. A., Bryan, T., Rasheed, S. & Khan, A. S. Identification and cloning of endogenous retroviral sequences present in human DNA. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 78, 4892–4896 (1981).

Medstrand, P. & Blomberg, J. Characterization of novel reverse transcriptase encoding human endigenous retroviral sequences similar to type A and type B retroviruses: differential transcription in normal human tissues. J.Virol. 67, 6778–6787 (1993).

McAllister, R. M. et al. C-type virus released from cultured human rhabdomyosarcoma cells. Təbiət Yeni Biol. 235, 3–6 (1972).

Lander, E. S. et al. Initial sequencing and analysis of the human genome. Təbiət 409, 860–921 (2001).

Mouse Genome Sequencing Consortium et al. Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome. Təbiət 420, 520–562 (2002).

International Chicken Genome Sequencing Consortium. Sequence and comparative analysis of the chicken genome provide unique perspectives on vertebrate evolution. Təbiət 432, 695–716 (2004).

Lerat, E. Identifying repeats and transposable elements in sequenced genomes: how to find your way through the dense forest of programs. İrsiyyət 104, 520–522 (2010).

Tristem, M. Identification and characterization of novel human endogenous retrovirus families by phylogenetic screening of the human genome mapping project database. J.Virol. 74, 3715–3730 (2000). One of the first detailed studies analysing the diversity of human ERVs.

Katzourakis, A. & Tristem, M. in Retroviruses and Primate Genome Evolution (ed. Sverdlov, E. D.) 186–203 (Landes Bioscience, 2005).

Stocking, C. & Kozak, C. A. Murine endogenous retroviruses. Hüceyrə. Mol. Həyat Elmi. 65, 3383–3398 (2008).

Huda, A., Polavarapu, N., Jordan, I. K. & McDonald, J. F. Endogenous retroviruses of the chicken genome. Biol. Birbaşa 3, 9 (2008).

Blomberg, J., Benachenhou, F., Blikstad, V., Sperber, G. & Mayer, J. Classification and nomenclature of endogenous retroviral sequences (ERVs): problems and recommendations. Gen 448, 115–123 (2009).

Jern, P., Stoye, J. P. & Coffin, J. M. Role of APOBEC3 in genetic diversity among endogenous murine leukemia viruses. PLoS Genet. 3, e183 (2007).

Benachenhou, F. et al. Evolutionary conservation of orthoretroviral long terminal repeats (LTRs) and ab initio detection of single LTRs in genomic data. PLoS ONE 4, e5179 (2009).

Copeland, N. G., Hutchison, K. W. & Jenkins, N. A. Excision of the DBA ecotropic provirus in dilute coat-color revertants of mice occurs by homologous recombination involving the viral LTRs. Hüceyrə 33, 379–387 (1983).

Katzourakis, A., Tristem, M., Pybus, O. G. & Gifford, R. J. Discovery and analysis of the first endogenous lentivirus. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 104, 6261–6265 (2007).

Gilbert, C., Maxfield, D. G., Goodman, S. M. & Feschotte, C. Parallel germline infiltration of a lentivirus in two Malagasy lemurs. PLoS Genet. 5, e10000425 (2009).

Katzourakis, A., Gifford, R. J., Tristem, M., Gilbert, M. T. P. & Pybus, O. G. Macroevolution of complex retroviruses. Elm 325, 1512 (2009).

Polavarapu, N., Bowen, N. J. & McDonald, J. F. Identification, characterization and comparative genomics of chimpanzee endogenous retroviruses. Genom Biol. 7, R51 (2006).

Smit, A. F. A. Interspersed repeats and other mementos of transposable elements in mammalian genomes. Curr. Rəy. Genet. Dev. 9, 657–663 (1999).

Goodier, J. L. & Kazazian, H. H. Jr. Retrotransposons revisited: the restraint and rehabilitation of parasites. Hüceyrə 135, 23–35 (2008).

Holmes, E. C. The evolution of endogenous viral elements. Hüceyrə Host Mikrob 10, 368–377 (2011). A review considering the evolutionary implications of endogenous viral sequences of non-retroviral origin.

Tarlington, R. E., Meers, J. & Young, P. R. Retroviral invasion of the koala genome. Təbiət 442, 79–81 (2006).

Jaenisch, R. Germ line integration and endogenous transmission of the exogenous Moloney leukemia virus. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 73, 1260–1264 (1976).

Salter, D. W., Smith, E. J., Hughes, S. H., Wright, S. E. & Crittenden, L. B. Transgenic chickens: insertion of retroviral genes into the chicken germ line. Virusologiya 157, 236–240 (1987).

Lock, L. F., Keshet, E., Gilbert, D. J., Jenkins, N. A. & Copeland, N. G. Studies on the mechanism of spontaneous germline ecotropic provirus acquisition in mice. EMBO J. 7, 4169–4177 (1988).

Belshaw, R. et al. Long-term reinfection of the human genome by endogenous retroviruses. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 101, 4894–4899 (2004).

Nakagawa, K. & Harrison, L. C. The potential roles of endogenous retroviruses in autoimmunity. İmmunol. Rev. 152, 193–236 (1996).

Ruprecht, K., Mayer, J., Sauter, M., Roemer, K. & Mueller-Lantzsch, N. Endogenous retroviruses and cancer. Hüceyrə. Mol. Həyat Elmi. 65, 3366–3382 (2008).

Voisset, C., Weiss, R. A. & Griffiths, D. J. Human RNA “rumor” viruses: the search for novel human retroviruses in chronic disease. Mikrobiol. Mol. Biol. Rev. 72, 157–196 (2008). An at times amusing account of the problems and pitfalls encountered in trying to identify possible retroviral causes for human diseases.

Li, F., Nellaker, C., Yolken, R. H. & Karlsson, H. A systematic evaluation of expression of HERV-W elements influence of genomic context, viral structure and orientation. BMC Genomics 12, 22 (2011).

Kaufmann, S. et al. Human endogenous retrovirus protein Rec. interacts with the testicular zinc-finger protein and androgen receptor. J. General Virol. 91, 1494–1502 (2010).

Lauring, A. S., Anderson, M. M. & Overbaugh, J. Specificity in receptor usage by T-cell-tropic feline leukemia viruses: implications for the in vivo tropism of immunodeficiency-inducing variants. J.Virol. 75, 8888–8898 (2001).

Stoye, J. P., Moroni, C. & Coffin, J. M. Virological events leading to spontaneous AKR thymomas. J.Virol. 65, 1273–1285 (1991).

Maksakova, I. A. et al. Retroviral elements and their hosts: insertional mutagenesis in the mouse germ line. PLoS Genet. 2, e2 (2006).

Cohen, C. J., Lock, W. M. & Mager, D. L. Endogenous retroviral LTRs as promoters for human genes: a critical assessment. Gen 448, 105–114 (2009).

Lamprecht, B., Bonifer, C. & Mathas, S. Repeat-element driven activation of proto-oncogenes in human malignancies. Hüceyrə dövrü 9, 4276–4281 (2010).

Zhang, Y., Romanish, M. T. & Mager, D. L. Distributions of transposable elements reveal hazardous zones in mammalian introns. PLoS Comput. Biol. 7, e1002046 (2011).

Hughes, J. F. & Coffin, J. M. Evidence for genomic rearrangements mediated by human endogenous retroviruses during primate evolution. Təbiət Genet. 29, 487–489 (2001).

Romanish, M. T., Cohen, C. J. & Mager, D. L. Potential mechanisms of endogenous retroviral-mediated genomic instability in human cancer. Semin. Cancer Biol. 20, 246–253 (2010).

Sun, C. et al. -nin silinməsi azoospermia factor a (AZFa) region of human Y chromosome caused by recombination between HERV15 proviruses. zümzümə. Mol. Genet. 9, 2391–2396 (2000).

Mi, S. et al. Syncytin is a captive retroviral envelope protein involved in human placental morphogenesis. Təbiət 403, 785–789 (2000).

Dupressoir, A. et al. Syncytin-A knockout mice demonstrate the critical role in placentation of a fusogenic, endogenous retrovirus-derived, envelope gene. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 106, 12127–12132 (2009). The first unequivocal evidence that a protein encoded by an ERV has a key role in vertebrate development.

Mangeney, M. et al. Placental syncytins: genetic disjunction between the fusogenic and immunosuppressive activity of retroviral envelope proteins. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 104, 20534–20539 (2007).

Heidmann, O., Vernochet, C., Dupressoir, A. & Heidmann, T. Identification of an endogenous retroviral envelope gene with fusogenic activity and placenta-specific expression in the rabbit: a new “syncytin” in a third order of mammals. Retrovirology 6, 107 (2009).

Meisler, M. H. & Ting, C. N. The remarkable evolutionary history of the human amylase genes. Tənqid. Rev. Oral Biol. Med. 4, 503–509 (1993).

Beyer, U., Moll-Rocek, J., Moll, U. M. & Dobbelstein, M. Endogenous retrovirus drives hitherto unknown proapoptotic p63 isoforms in the male germ line of humans and great apes. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 108, 3624–3629 (2011).

Walsh, C. P. & Bestor, T. H. Cytosine methylation and mammalian development. Genes Dev. 13, 26–34 (1999).

Maksakova, I. A., Mager, D. L. & Reiss, D. Keeping active endogenous retroviral-like elements in check: the epigenetic perspective. Hüceyrə. Mol. Həyat Elmi. 65, 3329–3347 (2008).

Rowe, H. M. & Trono, D. Dynamic control of endogenous retroviruses during development. Virusologiya 411, 273–287 (2011).

Neil, S. & Bieniasz, P. Human immunodeficiency virus, restriction factors, and interferon. J. İnterferon Sitokin Res. 29, 569–580 (2009).

Bushman, F. D. et al. Host cell factors in HIV replication: meta-analysis of genome-wide studies. PLoS Pathog. 5, e1000437 (2009).

Kozak, C. A. The mouse “xenotropic” gammaretroviruses and their XPR1 receptor. Retrovirology 7, 101 (2010). A comprehensive review of the evolutionary changes occurring in the mouse receptor for the XMV.

Groudine, M., Eisenman, R. & Weintraub, H. Chromatin structure of endogenous retroviral genomes and activation by an inhibitor of DNA methylation. Təbiət 292, 311–317 (1981).

Jähner, D. et al. De novo methylation and expression of retroviral genomes during mouse embryogenesis. Təbiət 298, 623–628 (1982).

Wigler, M., Levy, D. & Perucho, M. The somatic replication of DNA methylation. Hüceyrə 24, 33–40 (1981).

Yoder, J. A., Walsh, C. P. & Bestor, T. H. Cytosine methylation and the ecology of intragenomic parasites. Trendlər Genet. 13, 335–340 (1997).

Wolf, D. & Goff, S. P. Embyonic stem cells use ZFP809 to silence retroviral DNAs. Təbiət 458, 1201–1204 (2009).

Rowe, H. M. et al. KAP1 controls endogenous retroviruses in embryonic stem cells. Təbiət 463, 237–240 (2010).

Nisole, S., Stoye, J. P. & Saïb, A. Trim family proteins: retroviral restriction and antiviral defence. Təbiət Rev. Mikrobiol. 3, 799–808 (2005).

Reik, W. Stability and flexibility of epigentic gene regulation in mammalian development. Təbiət 411, 425–432 (2007).

Feng, S., Jacobsen, S. E. & Reik, W. Epigenetic reprogramming in plant and animal development. Elm 330, 622–627 (2010).

Leung, D. C. & Lorincz, M. C. Silencing of endogenous retroviruses: when and why do histone marks predominate? Trendlər Biochem. Sci. 37, 127–133 (2012).

Reiss, D. & Mager, D. L. Stochastic epigenetic silencing of retrotransposons: does stability come with age? Gen 390, 130–135 (2007).

Morgan, H. D., Sutherland, H. G., Martin, D. I. & Whitelaw, E. Epigenetic inheritance at the agouti locus in the mouse. Təbiət Genet. 23, 314–318 (1999).

Sheehy, A. M., Gaddis, N. C., Choi, J. D. & Malim, M. H. Isolation of a human gene that inhibits HIV-1 infection and is suppressed by the viral Vif protein. Təbiət 418, 646–650 (2002). The first report of the cloning of the host resistance gene being overcome by the lentivirus accessory gene vif.

Malim, M. H. APOBEC proteins and intrinsic resistance to HIV-1 infection. Fil. Trans. R. Soc. B 364, 675–687 (2009).

Chiu, Y. L. & Greene, W. C. The APOBEC3 cytidine deaminases: an innate defensive network opposing exogenous retroviruses and endogenous retroelements. Annu. Rev. İmmunol. 26, 317–353 (2008).

Harris, R. S. et al. DNA deamination mediates innate immunity to retroviral infection. Hüceyrə 113, 803–809 (2003).

Harris, R. S., Sheehy, A. M., Craig, H. M., Malim, M. H. & Neuberger, M. S. DNA deamination: not just a trigger for antibody diversification but also a mechanism for defense against retroviruses. Nature Immunol. 4, 641–643 (2003).

Newman, E. N. et al. Antiviral function of APOBEC3G can be dissociated from cytidine deaminase activity. Curr. Biol. 15, 166–170 (2005).

Mbisa, J. L., Bu, W. & Pathak, V. K. APOBEC3F and APOBEC3G inhibit HIV-1 DNA integration by different mechanisms. J.Virol. 84, 5250–5259 (2010).

Huthoff, H. & Towers, G. J. Restriction of retroviral replication by APOBEC3G/F and TRIM5α. Trendlər Microbiol. 16, 612–619 (2008).

Stremlau, M. et al. The cytoplasmic body component TRIM5α restricts HIV-1 infection in Old World monkeys. Təbiət 427, 848–853 (2004). The initial description of TRIM5α as a cellular factor inhibiting HIV-1 replication.

Stremlau, M. et al. Specific recognition and accelerated uncoating of retroviral capsids by the TRIM5α restriction factor. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 103, 5514–5519 (2006).

Perez-Caballero, D., Hatziioannou, T., Yang, A., Cowan, S. & Bieniasz, P. D. Human tripartite motif 5α domains responsible for retrovirus restriction activity and specificity. J.Virol. 79, 8969–8978 (2005).

Ohkura, S., Yap, M. W., Sheldon, T. & Stoye, J. P. All three variable regions of the TRIM5α B30.2 domain can contribute to the specificity of retrovirus restriction. J.Virol. 80, 8554–8565 (2006).

Ganser-Pornillos, B. K. et al. Hexagonal assembly of a restricting TRIM5α protein. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 108, 534–539 (2011).

Forshey, B. M., von Schwedler, U., Sundquist, W. I. & Aiken, S. C. Formation of a human immunodeficiency virus type 1 core of optimal stability is crucial for viral replication. J.Virol. 76, 5667–5677 (2002).

Wu, X., Anderson, J. L., Campbell, E. M., Joseph, A. M. & Hope, T. J. Proteasome inhibitors uncouple rhesus TRIM5α restriction of HIV-1 reverse transcription and infection. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 103, 7465–7470 (2006).

Campbell, E. M., Perez, O., Anderson, J. L. & Hope, T. J. Visualization of a proteasome-independent intermediate during restriction of HIV-1 by rhesus TRIM5α. J. Cell Biol. 180, 549–561 (2008).

Pertel, T. et al. TRIM5 is an innate immune sensor for the retrovirus capsid lattice. Təbiət 472, 361–365 (2011).

Neil, S. J. D., Zang, T. & Bieniasz, P. D. Tetherin inhibits retrovirus release and is antagonized by HIV-1 Vpu. Təbiət 451, 425–430 (2008). A paper providing the first description of tetherin as a factor preventing retrovirus release from the cell surface.

Martin-Serrano, J. & Neil, S. J. Host factors involved in retroviral budding and release. Təbiət Rev. Mikrobiol. 9, 519–531 (2011).

Evans, D. T., Serra-Moreno, R., Singh, R. K. & Guatelli, J. C. BST-2/tetherin: a new component of the innate immune response to enveloped viruses. Trendlər Microbiol. 18, 388–396 (2010).

Laguette, N. et al. SAMHD1 is the dendritic- and myeloid-cell-specific HIV-1 restriction factor counteracted by Vpx. Təbiət 474, 654–657 (2011).

Hrecka, K. et al. Vpx relieves inhibition of HIV-1 infection of macrophages mediated by the SAMHD1 protein. Təbiət 474, 658–661 (2011).

Goldstone, D. C. et al. HIV-1 restriction factor SAMHD1 is a deoxynucleoside triphosphate triphosphohydrolase. Təbiət 480, 379–382 (2011).

Bieniasz, P. D. Intrinsic immunity: a front-line defense against viral attack. Nature Immun. 5, 1109–1115 (2004).

Schoggins, J. W. & Rice, C. M. Interferon-stimulated genes and their antiviral receptor function. Curr. Rəy. Virol. 1, 1–7 (2011).

Stetson, D. B., Ko, J. S., Heidmann, T. & Medzhitov, R. Trex1 prevents cell-intrinsic initiation of autoimmunity. Hüceyrə 134, 587–598 (2008).

Rice, G. I. et al. Mutations involved in Aicardi–Goutières syndrome implicate SAMHD1 as regulator of the innate immune response. Təbiət Genet. 41, 829–832 (2009).

Beck-Engeser, G. B., Eilat, D. & Wabl, M. An autoimmune disease prevented by anti-retroviral drugs. Retrovirology 8, 91 (2011).

Gao, G., Guo, X. & Goff, S. P. Inhibition of retroviral RNA production by ZAP, a CCCH-type zinc finger protein. Elm 297, 1703–1706 (2002).

Dewannieux, M., Ribet, D. & Heidmann, T. Risks linked to endogenous retroviruses for vaccine production: a general overview. Biologicals 38, 366–370 (2010).

Bieniasz, P. D. & Cullen, B. R. Multiple blocks to human immunodeficiency virus type 1 replication in rodent cells. J.Virol. 74, 9868–9877 (2000).

Sherer, N. M. və başqaları. Evolution of a species-specific determinant within human CRM1 that regulates the post-transcriptional phases of HIV-1 replication. PLoS Pathog. 7, e1002395 (2011).

Cullen, B. R. Mechanism of action of regulatory proteins encoded by complex retroviruses. Mikrobiol. Rev. 56, 375–394 (1992).

Malim, M. H. & Emerman, M. HIV-1 accessory proteins—ensuring viral survival in a hostile environment. Hüceyrə Host Mikrob 3, 388–398 (2008). A penetrating review considering the role of viral accessory factors in overcoming host restriction factors.

Simon, J. H. et al. The regulation of primate immunodeficiency virus infectivity by Vif is cell species restricted: a role for Vif in determining virus host range and cross-species transmission. EMBO J. 17, 1259–1267 (1998).

Yu, X. və başqaları. Induction of APOBEC3G ubiquitination and degradation by an HIV-1 Vif–Cul5–SCF complex. Elm 302, 1056–1060 (2003).

Douglas, J. L. et al. The great escape: viral strategies to counter BST-2/tetherin. PLoS Pathog. 6, e1000913 (2010).

Le Tortorec, A., Willey, S. & Neil, S. J. Antiviral inhibition of enveloped virus release by tetherin/BST-2: action and counteraction. Viruslar 3, 520–540 (2011).

Kaushik, R., Zhu, X., Stranska, R., Wu, Y. & Stevenson, M. A cellular restriction dictates the permissivity of nondividing monocytes/macrophages to lentivirus and gammaretrovirus infection. Hüceyrə Host Mikrob 6, 68–80 (2009).

Johnson, W. E. & Sawyer, S. L. Molecular evolution of the antiretroviral TRIM5 gen. İmmunogenetika 61, 163–178 (2009). A stimulating review considering the role of positive selection in modulating the evolution of the TRIM5 gen.

Ylinen, L. M. J. et al. Isolation of an active Lv1 gene from cattle indicates that tripartite motif protein-mediated innate immunity to retroviral infection is widespread among mammals. J.Virol. 80, 7332–7338 (2006).

Tareen, S. U., Sawyer, S. L., Malik, H. S. & Emerman, M. An expanded clade of rodent Trim5 genlər. Virusologiya 385, 473–483 (2009).

Sawyer, S. L., Wu, L. I., Emerman, M. & Malik, H. S. Positive selection of primate TRIM5α identifies a critical species-specific retroviral restriction domain. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 102, 2832–2837 (2005).

Song, B. et al. The B30.2(SPRY) domain of retroviral restriction factor TRIM5α exhibits lineage-specific length and sequence variation in primates. J.Virol. 79, 6111–6121 (2005).

Sayah, D. M., Sokolskaja, E., Berthoux, L. & Luban, J. Cyclophilin A retrotransposition into TRIM5 explains owl monkey resistance to HIV-1. Təbiət 430, 569–573 (2004).

Stoye, J. P. & Yap, M. W. Chance favors a prepared genome. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 105, 3177–3178 (2008). Describes a series of papers providing evidence that the evolution of restriction factors is continuing.

Lim, E. S., Malik, H. S. & Emerman, M. Ancient adaptive evolution of tetherin shaped the functions of Vpu and Nef in human immunodeficiency virus and primate lentiviruses. J.Virol. 84, 7124–7134 (2010).

McNatt, M. W. et al. Species-specific activity of HIV-1 Vpu and positive selection of tetherin transmembrane domain variants. PLoS Pathog. 5, e1000300 (2009).

Planelles, V. SAMHD1 joins the Red Queen's court. Hüceyrə Host Mikrob 16, 103–105 (2012).

Goldschmidt, V. et al. Antiretroviral activity of ancestral TRIM5α. J.Virol. 82, 2089–2096 (2008).

OhAinle, M., Kerns, J. A., Li, M. M., Malik, H. S. & Emerman, M. Antiretroelement activity of APOBEC3H was lost twice in recent human evolution. Hüceyrə Host Mikrob 4, 249–259 (2008).

Yap, M. W., Nisole, S. & Stoye, J. P. A single amino acid change in the SPRY domain of human TRIM5α leads to HIV-1 restriction. Curr. Biol. 15, 73–78 (2005).

Meyerson, N. R. & Sawyer, S. L. Two-stepping through time: mammals and viruses. Trends Micribiol. 19, 286–294 (2011).

Odaka, T., Ikeda, H. & Akatsuka, T. Restricted expression of endogenous N-tropic XC-positive leukemia virus in hybrids between G and AKR mice: an effect of the Fv-4r gen. Int. J. Xərçəng 25, 757–762 (1980).

Wu, T., Yan, Y. & A., K. C. Rmcf2, a xenotropic provirus in the Asian mouse species Mus castaneus, blocks infection by mouse gammaretroviruses. J.Virol. 79, 9677–9684 (2005).

Robinson, H. L. & Lamoreux, W. F. Expression of endogenous ALV antigens and susceptibility to subgroup E ALV in three strains of chickens (endogenous avian C-type virus). Virusologiya 69, 50–62 (1976).

McDougall, A. S. et al. Defective endogenous proviruses are expressed in feline lymphoid cells: evidence for a role in natural resistance to subgroup B feline leukemia virus. J.Virol. 68, 2151–2160 (1994).

Lilly, F. Fv-2: Identification and location of a second gene governing the spleen focus response to Friend leukemia virus in mice. J. Natl Xərçəng İnst. 45, 163–169 (1970).

Hilditch, L. et al. Ordered assembly of murine leukemia virus capsid protein on lipid nanotubes directs specific binding by the restriction factor, Fv1. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 108, 5771–5776 (2011).

Best, S., Le Tissier, P., Towers, G. & Stoye, J. P. Positional cloning of the mouse retrovirus restriction gene Fv1. Təbiət 382, 826–829 (1996). The first cloning of a restriction factor revealed how ERVs could become antiviral factors.

Czarneski, J., Rassa, J. C. & Ross, S. R. Mouse mammary tumor virus and the immune system. İmmunol. Res. 27, 469–480 (2003).

Frankel, W. N., Rudy, C., Coffin, J. M. & Huber, B. T. Linkage of Mls genes to endogenous mammary tumour viruses of inbred mice. Təbiət 349, 526–528 (1991).

Gifford, R. J. Viral evolution in deep time: lentiviruses and mammals. Trendlər Genet. 28, 89–100 (2012).

Plantier, J. C. et al. A new human immunodeficiency virus derived from gorillas. Təbiət Med. 15, 871–872 (2009).

Kirmaier, A. et al. TRIM5 suppresses cross-species transmission of a primate immunodeficiency virus and selects for emergence of resistant variants in the new species. PLoS Biol. 8, e1000462 (2010). Provides evidence that restriction factors act to suppress cross-species transmission and can drive virus evolution.

Kim, E. Y. et al. Human APOBEC3G-mediated editing can promote HIV-1 sequence diversification and accelerate adaptation to selective pressure. J.Virol. 84, 10402–10405 (2010).

Rein, A. Genetic fingerprinting of a retroviral tıxac gene suggests an important role in virus replication. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 100, 11929–11930 (2003).

Goldstone, D. C. et al. Structural and functional analysis of prehistoric lentiviruses uncovers an ancient molecular interface. Hüceyrə Host Mikrob 8, 248–259 (2010).

Tristem, M., Marshall, C., Karpas, A. & Hill, F. Evolution of the primate lentivirus: evidence from vpx and vpr. EMBO J. 11, 3405–3412 (1992).

Sharova, N. et al. Primate lentiviral Vpx commandeers DDB1 to counteract a macrophage restriction. PLoS Pathog. 4, e1000057 (2008).

Ribet, D. et al. An infectious progenitor for the murine IAP retrotransposon: emergence of an intracellular genetic parasite from an an ancient retrovirus. Genom Res. 18, 597–609 (2008).

Haran-Ghera, N., Peled, A., Brightman, B. K. & Fan, H. Lymphomagenesis in AKR.Fv-1 b congenic mice. Xərçəng Res. 53, 3433–3438 (1993).

Lee, Y. N., Malim, M. H. & Bieniasz, P. D. Hypermutation of an ancient human retrovirus by APOBEC3G. J.Virol. 82, 8762–8770 (2008).

Goodchild, N. L., Wilkinson, D. A. & Mager, D. L. Recent evolutionary expansion of a subfamily of RTVL-H human endogenous retrovirus-like elements. Virusologiya 196, 778–788 (1993).

Cordonnier, A., Casella, J.-F. & Heidmann, T. Isolation of novel human endogenous retrovirus-like elements with foamy virus-related pol sequence. J.Virol. 69, 5890–5897 (1995).

Johnson, W. E. & Coffin, J. M. Constructing primate phylogenies from ancient retrovirus sequences. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 96, 10254–10260 (1999).

Martins, H. & Villesen, P. Improved integration time estimation of endogenous retroviruses with phylogenetic data. PLoS ONE 6, e14745 (2011).

Gifford, R. & Tristem, M. The evolution, distribution and diversity of endogenous retroviruses. Virus genləri 26, 291–315 (2003).

Andersson, M.-L., Sjottem, E., Svineng, G. & Johansen, T. Comparative analyses of the LTRs of the ERV-H family of primatespecific, retrovirus-like elements isolated from marmoset, African green monkey, and man. Virusologiya 234, 14–30 (1997).

Shih, A., Coutavas, E. E. & Rush, M. G. Evolutionary implications of primate endogenous retroviruses. Virusologiya 182, 495–502 (1991).

Turner, G. et al. Insertional polymorphisms of full-length endogenous retroviruses in humans. Curr. Biol. 11, 1531–1535 (2001).

Stoye, J. P. Endogenous retroviruses: still active after all this time? Curr. Biol. 11, R914–R916 (2001).

Goff, S. P. Host factors exploited by retroviruses. Təbiət Rev. Mikrobiol. 5, 253–263 (2007).

Hayward, W. S., Neel, B. G. & Astrin, S. M. Activation of a cellular onc gene by promoter insertion in ALV-induced lymphoid leukosis. Təbiət 290, 475–480 (1981).

Jenkins, N. A., Copeland, N. G., Taylor, B. A. & Lee, B. K. Dilute (d) coat colour mutation of DBA/2J mice is associated with the site of integration of an ecotropic MuLV genome. Təbiət 293, 370–374 (1981).

Magiorkinis, G., Gifford, R. J., Katzourakis, A., De Ranter, J. & Belshaw, R. Env-less endogenous retroviruses are genomic superspreaders. Proc. Natl akad. Sci. ABŞ 23 Apr 2012 (doi:10.1073/pnas.1200913109).


Videoya baxın: هل تعرف ما معنى الفايروسات القهقرية وما هي علاقتها بنظرية التطور (Yanvar 2023).