trubus.id
Studi Baru Mengungkapkan Respon Imun Genom Bawaan untuk Retrovirus pada Koala

Studi Baru Mengungkapkan Respon Imun Genom Bawaan untuk Retrovirus pada Koala

Syahroni - Jumat, 11 Okt 2019 22:30 WIB

Trubus.id -- Sebuah studi baru dari para peneliti di UMass Medical School dan University of Queensland di Australia mengidentifikasi jenis respons imun yang belum pernah terlihat pada hewan yang sudah dikenal unik: koala.

Koala menggunakan sistem pertahanan genetik baru untuk melawan infeksi melalui retrovirus, sebuah sistem yang diidentifikasi ketika para ilmuwan fokus pada KoRV-A, sebuah retrovirus yang menyapu populasi koala Australia. Respons genetik baru ini mengendalikan produksi virus dalam germline koala, suatu mekanisme yang sebelumnya tidak dideskripsikan sebanding dengan respons imun bawaan yang dikenal pada mamalia, dan sebuah penemuan yang memberi cahaya baru pada interaksi antara evolusi genetis dalam vertebrata dan retrovirus yang menyerang.

Infeksi retroviral germline telah terjadi berkali-kali selama evolusi, tetapi sangat jarang pada skala waktu generasi.

"Infeksi KoRV-A dari koala germline sedang terjadi sekarang dan mari kita lihat evolusi genom secara real time," kata William E. Theurkauf, Ph.D., profesor kedokteran molekuler di UMass Medical School dan penulis studi yang terkait dalam penelitian ini yang diterbitkan di Cell.

Baca Lainnya : Obati Klamidia pada Koala, Ilmuwan Petakan Genom dan Kembangkan Vaksin

KoRV-A, atau koala retrovirus A, dikaitkan dengan Koala Immune Deficiency Syndrome (KIDS), yang membuat koala lebih rentan terhadap infeksi dan kanker. Sementara virus menyebar di antara hewan individu (dikenal sebagai infeksi horizonal), ia juga menginfeksi sel germline yang membuat sperma dan telur dan dimasukkan ke dalam genom yang diwariskan. Akibatnya, koala dilahirkan dengan patogen ini sebagai bagian dari materi genetiknya (infeksi vertikal).

Retrovirus telah menginfeksi germline berkali-kali selama evolusi, dan sekarang merupakan 8 persen dari genom manusia. Untuk menempatkan angka ini dalam perspektif, 20.000 gen yang mengkode protein hanya membentuk 1,5 persen dari 3 miliar nukleotida di seluruh genom manusia. Retrovirus endogen ini, setelah tertanam, dapat berkontribusi terhadap penyakit dengan kemampuan mereka untuk memasukkan kembali ke dalam dan membuat kestabilan genom.

Namun, invasi genetik ini bukannya tanpa manfaat. Pada mamalia, retrovirus telah "dikooptasi" untuk proses yang penting untuk perkembangan normal. Dalam contoh yang luar biasa, gen yang diperlukan untuk pengembangan plasenta berasal dari gen retroviral.

"Apa yang kita lihat dengan koala adalah sesuatu yang telah dilalui oleh setiap organisme di planet ini. Hewan terinfeksi oleh retrovirus yang memasuki sel germline. Virus ini berkembang biak dan memasukkan diri ke dalam genom germline, mengubah organisasi dan fungsi genom inang, dan proses berlanjut sampai penyerbu dijinakkan oleh tuan rumah. Pada akhir siklus infeksi ini, tuan rumah telah berubah, "kata Zhiping Weng, Ph.D., Li Weibo Chair di Biomedical Research, profesor biokimia & farmakologi molekuler, direktur Program di Bioinformatika & Integratif Biologi di UMass Medical School dan co-koresponden penulis penelitian.

Baca Lainnya : Seperti Manusia, Koala Juga Punya Sidik Jari Loh, Ini Fungsinya

Sementara infeksi virus sel germline telah membantu mendorong evolusi mamalia modern, bagaimana sel inang ini menanggapi patogen baru tetap menjadi misteri.

"Sebelumnya dianggap murni melalui proses seleksi alam sehingga kadar unsur-unsur virus tetap terkendali dalam genom kita," kata Keith Chappell, Ph.D., peneliti senior di Universitas Queensland dan rekan penulis studi sel.

"Kita sekarang tahu bahwa ada jalur di dalam sel germline kita yang dapat secara aktif melawan balik penjajah."

Pekerjaan dari tim kolaboratif ilmuwan menunjukkan bahwa germline memasang respon imun genom "bawaan" dan "adaptif" berurutan. Proses ini analog dengan virus atau bakteri yang menginfeksi suatu organisme. Pertama, sistem kekebalan tubuh bawaan mengenali fitur-fitur yang sangat umum yang umum bagi banyak patogen tetapi tidak ditemukan pada sel-sel dari inang. Respons awal ini tidak terlalu efisien tetapi membuat penjajah tetap terkontrol sampai sistem imun adaptif dapat menghasilkan antibodi dan sel-sel yang secara khusus menargetkan patogen, membersihkan infeksi.

Penelitian selama 15 tahun terakhir telah menunjukkan bahwa kelas khusus RNA kecil, piRNA anti-akal, berfungsi seperti antibodi genom dan sangat efisien menargetkan virus yang telah memasuki germline di masa lalu. PiRNA ini memandu pengenalan RNA virus melalui urutan gratis atau "anti-akal".

Penelitian tentang KoRV-A menunjukkan bahwa penjajah virus baru memicu respon bawaan yang berbeda, yang mengakui langkah penting dalam siklus replikasi virus.

Baca Lainnya : 80 Persen Koala di Australia Terjangkit Chlamydia Trachomatis

Sebagian besar gen terganggu oleh urutan spacer yang disebut intron. Ketika gen ditranskripsi menjadi RNA, intron dihilangkan untuk menghasilkan mRNA fungsional yang dapat membuat protein. Retrovirus juga memiliki intron yang harus dihilangkan (disebut "spliced") untuk membuat protein yang membentuk amplop yang mengelilingi partikel virus. Namun, virus ini juga menghasilkan RNA tanpa rasa yang mempertahankan intron. RNA yang tidak dibumbui ini penting untuk replikasi dan infeksi virus.

Studi tentang KoRV-A memberi kesan bahwa sel germline mengenali transkrip spesifik dan tidak berbelit-belit virus ini dan memotongnya menjadi kelas piRNA "akal" yang berbeda, menekan pembentukan partikel virus.

"Sel-sel mengenali urutan yang tidak dibumbui sebagai virus, dan bukan gen, dan me-mount pertahanan awal," kata Dr. Theurkauf. "Sama seperti tubuh Anda memasang respons imun bawaan awal terhadap virus dan bakteri."

Pada akhirnya, memahami bagaimana respons pertahanan genom bawaan ini dapat membantu para ilmuwan mengembangkan strategi baru untuk memerangi penyakit yang disebabkan oleh retrovirus, termasuk KoRV-A. [RN]

Editor : Syahroni

Berita Terkait

12 Jan 2021
24 Des 2020
21 Des 2020