Muinaisten viruspandemioiden jäänteet genomeihimme upotettuina virus-DNA-sekvensseinä ovat edelleen aktiivisia terveillä ihmisillä. uutta tutkimusta my työtovereiden ja minä äskettäin julkaistu.
HERV:t tai ihmisen endogeeniset retrovirukset muodostavat noin kahdeksan prosenttia ihmisen genomista, joka on jäänyt jälkeen infektioista, joista ihmiskunnan kädelliset esi-isät kärsivät miljoonia vuosia sitten. Niistä tuli osa ihmisen genomia, koska ne replikoituvat.
Kuten moderni HIV, nämä vanhat retrovirukset Hänen oli lisättävä geneettinen materiaalinsa isäntänsä genomiin replikoituakseen. Yleensä tällainen virusperäinen geneettinen materiaali ei siirry sukupolvelta toiselle. Mutta jotkut muinaiset retrovirukset saivat kyvyn tartuttaa sukusoluja, kuten munasolu tai siittiö, jotka välittävät DNA:nsa tuleville sukupolville. Kohdistamalla sukusoluihin nämä retrovirukset liitettiin ihmisen esi-isien genomeihin miljoonien vuosien aikana, ja niillä voi olla vaikutuksia siihen, miten tutkijat seulovat ja testaavat sairauksia nykyään.
Aktiiviset virusgeenit ihmisen genomissa
Virukset lisäävät genominsa isäntiinsä muodossa a provirukseksi. Ympärillä on 30 erilaista ihmisen endogeenisten retrovirusten määrä ihmisissä nykyään, mikä on yli 60,000 XNUMX provirusta ihmisen genomissa. Ne osoittavat niiden monien pandemioiden pitkän historian, joille ihmiskunta on joutunut evoluution aikana. Tiedemiehet uskovat, että nämä virukset tartuttavat aikoinaan laajasti väestöä, koska ne ovat kiinnittyneet paitsi ihmisen genomiin myös simpanssi, gorillaja muut kädellisten genomit.
Tutkimus laboratoriomme ja muut ovat osoittaneet, että HERV-geenit ovat aktiivisia sairaassa kudoksessa, kuten kasvaimet, samoin kuin aikana ihmisen alkion kehitystä. Mutta kuinka aktiivisia HERV-geenit ovat terveessä kudoksessa, oli vielä suurelta osin tuntematon.
Vastatakseen tähän kysymykseen laboratoriomme päätti keskittyä yhteen HERV-ryhmään, joka tunnetaan nimellä HML-2. Tämä ryhmä on viimeksi aktiivinen HERV:istä, joka on kuollut sukupuuttoon alle viisi miljoonaa vuotta sitten. Jo nyt jotkut sen provirukset sisällä ihmisen genomi silti säilyttää kykynsä tuottaa virusproteiineja.
Tutkimme geneettistä materiaalia a tietokanta sisältää yli 14,000 2 luovutettua kudosnäytettä kaikkialta kehosta. Etsimme sekvenssejä, jotka vastasivat genomin jokaista HML-37-provirusta, ja löysimme 2 erilaista HML-54-provirusta, jotka olivat edelleen aktiivisia. Kaikissa analysoimissamme XNUMX kudosnäytteessä oli näyttöä yhden tai useamman näistä proviruksista. Lisäksi jokainen kudosnäyte sisälsi myös geneettistä materiaalia vähintään yhdestä proviruksesta, joka pystyi vielä tuottamaan virusproteiineja.
HERV:ien rooli ihmisten terveydessä ja sairauksissa
Se tosiasia, että tuhansia muinaisten virusten paloja on edelleen olemassa ihmisen genomissa ja ne voivat jopa tuottaa proteiineja, on herättänyt huomattavan paljon tutkijoita, varsinkin kun siihen liittyvät virukset, jotka ovat edelleen aktiivisia nykyään, voivat aiheuttaa Rintasyövän ja AIDSin kaltainen sairaus eläimissä.
Vielä tutkitaan, voivatko ihmisen endogeenisten retrovirusten geneettiset jäännökset aiheuttaa sairauksia ihmisissä. Tutkijat ovat havainneet viruksen kaltaisia hiukkasia HML-2:sta syöpäsoluissa, ja HERV-geenimateriaalin esiintyminen sairaassa kudoksessa on liitetty tiloihin, kuten Lou Gehrigin tauti tai amyotrofinen lateraaliskleroosiSekä multippeliskleroosi ja jopa skitsofrenia.
Tutkimuksemme tuo tähän tietoon uuden näkökulman osoittamalla, että HERV-geenejä on läsnä jopa terveissä kudoksissa. Tämä tarkoittaa, että HERV-RNA:n läsnäolo ei välttämättä riitä yhdistämään virusta sairauteen.
Tärkeää on, että se tarkoittaa myös sitä, että HERV-geenit tai -proteiinit eivät ehkä enää ole hyviä kohteita lääkkeille. HERV:itä on tutkittu kohteena useille mahdollisille lääkkeille, mukaan lukien antiretroviraalinen lääkitys, rintasyövän vasta-aineitaja T-soluhoidot melanooman hoitoon. Hoidoissa, joissa käytetään HERV-geenejä syövän biomarkkerina, on myös otettava huomioon niiden aktiivisuus terveissä kudoksissa.
Toisaalta tutkimuksemme viittaa myös siihen, että HERV:istä voisi olla jopa hyötyä ihmisille. Tunnetuin ihmisen ja eläinten genomiin upotettu HERV, syncytiini, on muinaisesta retroviruksesta peräisin oleva geeni, jolla on tärkeä rooli istukan muodostumisessa. Kaikkien nisäkkäiden raskaus riippuu tämän geenin koodaamasta viruksesta peräisin olevasta proteiinista.
Vastaavasti hiiret, kissat, ja lammas löysi myös tavan käyttää endogeenisiä retroviruksia suojautuakseen alkuperäistä muinaista virukselta, joka loi ne. Vaikka nämä upotetut virusgeenit eivät pysty käyttämään isäntänsä koneistoa täyden viruksen luomiseen, tarpeeksi niiden vaurioituneita kappaleita kiertää kehossa häiritäkseen esi-isän viruksen replikaatiosykliä, jos isäntä kohtaa sen. Tiedemiehet teorioivat sen yksi HERV saattoi olla ihmisissä tätä suojaavaa roolia miljoonia vuosia sitten. Tutkimuksemme korostaa muutamia muita HERV:itä, jotka ihmiskeho olisi voinut hakea tai ottaa käyttöön paljon äskettäin tähän samaan tarkoitukseen.
Tuntemattomat jäävät
Tutkimuksemme paljastaa HERV-aktiivisuuden tason ihmiskehossa, joka oli aiemmin tuntematon ja herättää niin monta kysymystä kuin se vastasi.
Ihmisen genomissa viipyvistä muinaisista viruksista on vielä paljon opittavaa, mukaan lukien onko niiden läsnäolosta hyötyä ja mikä mekanismi ohjaa niiden toimintaa. On myös tärkeää nähdä, tehdäänkö näistä geeneistä todella proteiineja.
Näihin kysymyksiin vastaaminen voisi paljastaa näiden muinaisten virusgeenien aiemmin tuntemattomia toimintoja ja auttaa tutkijoita ymmärtämään paremmin, kuinka ihmiskeho reagoi evoluutioon näiden muinaisten pandemioiden jäännösten ohella.
Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.
