Τα υπολείμματα αρχαίων πανδημιών ιών με τη μορφή αλληλουχιών DNA ιού που είναι ενσωματωμένα στο γονιδίωμά μας εξακολουθούν να είναι ενεργά σε υγιείς ανθρώπους, σύμφωνα με νέα έρευνα my συναδέλφους και I πρόσφατα δημοσιεύτηκε.
Οι HERV, ή οι ανθρώπινοι ενδογενείς ρετροϊοί, αποτελούνται γύρω οκτώ τοις εκατό του ανθρώπινου γονιδιώματος, που έμεινε πίσω ως αποτέλεσμα λοιμώξεων που υπέστησαν οι πρόγονοι των πρωτευόντων της ανθρωπότητας πριν από εκατομμύρια χρόνια. Έγιναν μέρος του ανθρώπινου γονιδιώματος λόγω του τρόπου με τον οποίο αναπαράγονται.
Σαν σύγχρονο Τον ιό HIV, αυτά τα αρχαία ρετροϊούς έπρεπε να εισάγουν το γενετικό τους υλικό στο γονιδίωμα του ξενιστή τους για να αντιγραφούν. Συνήθως αυτό το είδος ιικού γενετικού υλικού δεν μεταβιβάζεται από γενιά σε γενιά. Όμως ορισμένοι αρχαίοι ρετροϊοί απέκτησαν την ικανότητα να μολύνουν τα γεννητικά κύτταρα, όπως το ωάριο ή το σπέρμα, που μεταφέρουν το DNA τους στις μελλοντικές γενιές. Στοχεύοντας τα γεννητικά κύτταρα, αυτοί οι ρετροϊοί ενσωματώθηκαν στα ανθρώπινα γονιδιώματα των προγόνων κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών και μπορεί να έχουν επιπτώσεις στον τρόπο με τον οποίο οι ερευνητές εξετάζουν και δοκιμάζουν για ασθένειες σήμερα.
Ενεργά ιικά γονίδια στο ανθρώπινο γονιδίωμα
Οι ιοί εισάγουν τα γονιδιώματά τους στους ξενιστές τους με τη μορφή α προϊός. Υπάρχουν τριγύρω 30 διαφορετικά είδη ανθρώπινων ενδογενών ρετροϊών στους ανθρώπους σήμερα, που ανέρχονται σε πάνω από 60,000 προϊούς στο ανθρώπινο γονιδίωμα. Αποδεικνύουν τη μακρά ιστορία των πολλών πανδημιών στις οποίες έχει υποβληθεί η ανθρωπότητα κατά τη διάρκεια της εξέλιξης. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτοί οι ιοί κάποτε μόλυναν ευρέως τον πληθυσμό, καθώς έχουν σταθεροποιηθεί όχι μόνο στο ανθρώπινο γονιδίωμα αλλά και στο χιμπατζής, γορίλλαςκαι άλλα γονιδιώματα πρωτευόντων.
Έρευνα από το εργαστήριό μας και άλλοι έχουν αποδείξει ότι τα γονίδια HERV είναι ενεργά σε άρρωστο ιστό, όπως π.χ όγκους, καθώς και κατά τη διάρκεια ανθρώπινη εμβρυϊκή ανάπτυξη. Αλλά το πόσο ενεργά είναι τα γονίδια HERV σε υγιή ιστό ήταν ακόμη σε μεγάλο βαθμό άγνωστο.
Για να απαντήσει σε αυτήν την ερώτηση, το εργαστήριό μας αποφάσισε να επικεντρωθεί σε μια ομάδα HERVs γνωστή ως HML-2. Αυτή η ομάδα είναι η πιο πρόσφατα ενεργό από τα HERVs, έχοντας εξαφανιστεί πριν από λιγότερο από πέντε εκατομμύρια χρόνια. Ακόμη και τώρα, ορισμένοι από τους προϊούς του εντός του ανθρώπινο γονιδίωμα εξακολουθούν να διατηρούν την ικανότητα να παράγουν ιικές πρωτεΐνες.
Εξετάσαμε το γενετικό υλικό σε α βάσεις δεδομένων που περιέχει περισσότερα από 14,000 δείγματα ιστού από όλο το σώμα. Αναζητήσαμε αλληλουχίες που ταίριαζαν με κάθε προϊό HML-2 στο γονιδίωμα και βρήκαμε 37 διαφορετικούς προϊούς HML-2 που ήταν ακόμα ενεργοί. Και τα 54 δείγματα ιστού που αναλύσαμε είχαν κάποιες ενδείξεις δραστηριότητας ενός ή περισσότερων από αυτούς τους προϊούς. Επιπλέον, κάθε δείγμα ιστού περιείχε επίσης γενετικό υλικό από τουλάχιστον έναν προϊό που μπορούσε να παράγει ιικές πρωτεΐνες.
Ο ρόλος των HERVs στην ανθρώπινη υγεία και ασθένειες
Το γεγονός ότι χιλιάδες κομμάτια αρχαίων ιών εξακολουθούν να υπάρχουν στο ανθρώπινο γονιδίωμα και μπορούν ακόμη και να δημιουργήσουν πρωτεΐνες έχει τραβήξει την προσοχή των ερευνητών, ιδιαίτερα επειδή σχετικοί ιοί που είναι ακόμη ενεργοί σήμερα μπορούν να προκαλέσουν καρκίνο του μαστού και Νόσος που μοιάζει με AIDS σε ζώα.
Το εάν τα γενετικά υπολείμματα των ανθρώπινων ενδογενών ρετροϊών μπορούν να προκαλέσουν ασθένεια στους ανθρώπους είναι ακόμα υπό μελέτη. Οι ερευνητές εντόπισαν σωματίδια που μοιάζουν με ιούς από το HML-2 στα καρκινικά κύτταρα, και η παρουσία γενετικού υλικού HERV σε άρρωστο ιστό έχει συσχετιστεί με καταστάσεις όπως Νόσος του Lou Gehrig, ή αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση, καθώς πολλαπλή σκλήρυνση και ακόμη σχιζοφρένεια.
Η μελέτη μας προσθέτει μια νέα οπτική γωνία σε αυτά τα δεδομένα δείχνοντας ότι τα γονίδια HERV υπάρχουν ακόμη και σε υγιή ιστό. Αυτό σημαίνει ότι η παρουσία του HERV RNA μπορεί να μην είναι αρκετή για να συνδέσει τον ιό με μια ασθένεια.
Είναι σημαντικό ότι σημαίνει επίσης ότι τα γονίδια ή οι πρωτεΐνες HERV ενδέχεται να μην είναι πλέον καλοί στόχοι για φάρμακα. Τα HERVs έχουν διερευνηθεί ως στόχος για μια σειρά πιθανών φαρμάκων, μεταξύ των οποίων αντιρετροϊκό φάρμακο, αντισώματα για τον καρκίνο του μαστού, να Θεραπείες Τ-κυττάρων για το μελάνωμα. Οι θεραπείες που χρησιμοποιούν γονίδια HERV ως βιοδείκτη καρκίνου θα πρέπει επίσης να λαμβάνουν υπόψη τη δραστηριότητά τους σε υγιή ιστό.
Από την άλλη πλευρά, η έρευνά μας δείχνει επίσης ότι τα HERVs θα μπορούσαν να είναι ευεργετικά ακόμη και για τους ανθρώπους. Το πιο διάσημο HERV ενσωματωμένο σε γονιδιώματα ανθρώπων και ζώων, συνκυτίνη, είναι ένα γονίδιο που προέρχεται από έναν αρχαίο ρετροϊό που παίζει σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό του πλακούντα. Η εγκυμοσύνη σε όλα τα θηλαστικά εξαρτάται από την πρωτεΐνη που προέρχεται από τον ιό που κωδικοποιείται σε αυτό το γονίδιο.
Ομοίως, ποντίκια, γάτες, και πρόβατα βρήκε επίσης έναν τρόπο χρήσης ενδογενών ρετροϊών για να προστατευθούν από τον αρχικό αρχαίο ιό που τους δημιούργησε. Ενώ αυτά τα ενσωματωμένα ιικά γονίδια δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν τον μηχανισμό του ξενιστή τους για να δημιουργήσουν έναν πλήρη ιό, αρκετά από τα κατεστραμμένα κομμάτια τους κυκλοφορούν στο σώμα για να παρεμποδίσουν τον κύκλο αντιγραφής του προγονικού τους ιού εάν ο ξενιστής τον συναντήσει. Οι επιστήμονες το θεωρούν ένα HERV μπορεί να έπαιξε αυτόν τον προστατευτικό ρόλο στους ανθρώπους πριν από εκατομμύρια χρόνια. Η μελέτη μας υπογραμμίζει μερικά ακόμη HERVs που θα μπορούσαν να έχουν διεκδικηθεί ή επιλεγεί από το ανθρώπινο σώμα πολύ πιο πρόσφατα για τον ίδιο σκοπό.
Άγνωστοι παραμένουν
Η έρευνά μας αποκαλύπτει ένα επίπεδο δραστηριότητας HERV στο ανθρώπινο σώμα που ήταν προηγουμένως άγνωστο, εγείροντας τόσα ερωτήματα όσα απάντησε.
Υπάρχουν ακόμη πολλά να μάθουμε για τους αρχαίους ιούς που παραμένουν στο ανθρώπινο γονιδίωμα, συμπεριλαμβανομένου του εάν η παρουσία τους είναι ευεργετική και ποιος μηχανισμός οδηγεί τη δραστηριότητά τους. Θα είναι επίσης σημαντικό να δούμε εάν κάποιο από αυτά τα γονίδια μετατρέπονται σε πρωτεΐνες.
Η απάντηση σε αυτές τις ερωτήσεις θα μπορούσε να αποκαλύψει προηγουμένως άγνωστες λειτουργίες αυτών των αρχαίων ιικών γονιδίων και να βοηθήσει καλύτερα τους ερευνητές να κατανοήσουν πώς αντιδρά το ανθρώπινο σώμα στην εξέλιξη μαζί με αυτά τα υπολείμματα αρχαίων πανδημιών.
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
