Pozostałości starożytnych pandemii wirusowych w postaci sekwencji wirusowego DNA osadzonych w naszych genomach są nadal aktywne u zdrowych ludzi, według nowe badania my koledzy i ja niedawno opublikowane.
HERV lub ludzkie endogenne retrowirusy tworzą się wokół osiem procent ludzkiego genomu, pozostawiony w wyniku infekcji, na które naczelni przodkowie ludzkości cierpieli miliony lat temu. Stały się częścią ludzkiego genomu ze względu na sposób replikacji.
Jak nowoczesny HIV, te starożytne retrowirusy musieli wstawić swój materiał genetyczny do genomu gospodarza, aby się replikować. Zazwyczaj tego rodzaju wirusowy materiał genetyczny nie jest przekazywany z pokolenia na pokolenie. Ale niektóre starożytne retrowirusy zyskały zdolność: infekować komórki rozrodcze, takich jak komórki jajowe lub plemniki, które przekazują swoje DNA przyszłym pokoleniom. Celując w komórki zarodkowe, te retrowirusy zostały włączone do genomów przodków człowieka na przestrzeni milionów lat i mogą mieć wpływ na sposób, w jaki badacze przesiewają i testują obecnie choroby.
Aktywne geny wirusowe w ludzkim genomie
Wirusy wstawiają swoje genomy do swoich gospodarzy w postaci prowirus. Jest około 30 różnych rodzajów ludzkich retrowirusów endogennych u ludzi, co stanowi ponad 60,000 XNUMX prowirusów w ludzkim genomie. Pokazują długą historię wielu pandemii, którym ludzkość została poddana w trakcie ewolucji. Naukowcy uważają, że te wirusy kiedyś powszechnie infekowały populację, ponieważ utrwaliły się nie tylko w ludzkim genomie, ale także w szympans, goryli inne genomy naczelnych.
Badania z nasze laboratorium i inni wykazali, że geny HERV są aktywne w chorej tkance, takie jak Guzy, a także w trakcie rozwój embrionalny człowieka. Jednak aktywność genów HERV w zdrowej tkance nadal była w dużej mierze nieznana.
Aby odpowiedzieć na to pytanie, nasze laboratorium postanowiło skoncentrować się na jednej grupie HERV znanej jako HML-2. Ta grupa jest ostatnio aktywny HERV, który wyginął niecałe pięć milionów lat temu. Nawet teraz niektóre z jego prowirusów w ludzki genom nadal zachowują zdolność do wytwarzania białek wirusowych.
Zbadaliśmy materiał genetyczny w baza danych zawierający ponad 14,000 2 od dawców próbek tkanek z całego ciała. Szukaliśmy sekwencji, które pasowały do każdego prowirusa HML-37 w genomie i znaleźliśmy 2 różnych prowirusów HML-54, które nadal były aktywne. Wszystkie XNUMX próbki tkanek, które przeanalizowaliśmy, miały pewne dowody aktywności jednego lub więcej z tych prowirusów. Ponadto każda próbka tkanki zawierała również materiał genetyczny z co najmniej jednego prowirusa, który nadal może wytwarzać białka wirusowe.
Rola HERV w zdrowiu i chorobie człowieka
Fakt, że tysiące fragmentów pradawnych wirusów wciąż istnieją w ludzkim genomie i mogą nawet tworzyć białka, przyciągnął znaczną uwagę badaczy, zwłaszcza że pokrewne wirusy, nadal aktywne dzisiaj, mogą powodować rak piersi i choroba podobna do AIDS u zwierząt
Nadal badane jest, czy genetyczne pozostałości ludzkich endogennych retrowirusów mogą powodować choroby u ludzi. Naukowcy zauważyli wirusopodobne cząstki z HML-2 w komórkach nowotworowych, a obecność materiału genetycznego HERV w chorej tkance wiąże się z takimi stanami, jak: Choroba Lou Gehriga lub stwardnienie zanikowe boczne, jak również stwardnienie rozsiane i nawet schizofrenia.
Nasze badanie dodaje nowy punkt widzenia do tych danych, pokazując, że geny HERV są obecne nawet w zdrowej tkance. Oznacza to, że obecność HERV RNA może nie wystarczyć do połączenia wirusa z chorobą.
Co ważne, oznacza to również, że geny lub białka HERV mogą nie być już dobrymi celami dla leków. HERV zostały zbadane jako cel dla wielu potencjalnych leków, w tym: leki przeciwretrowirusowe, przeciwciała na raka piersi, Terapie komórkami T czerniaka. Leczenie wykorzystujące geny HERV jako biomarker raka będzie również musiało uwzględniać ich aktywność w zdrowej tkance.
Z drugiej strony nasze badania sugerują również, że HERV mogą być nawet korzystne dla ludzi. Najsłynniejszy HERV osadzony w genomach ludzi i zwierząt, syncytyna, to gen pochodzący ze starożytnego retrowirusa, który odgrywa ważną rolę w tworzeniu łożyska. Ciąża u wszystkich ssaków zależy od białka pochodzącego z wirusa kodowanego w tym genie.
Podobnie, Myszy, koty i owca znaleźli także sposób na wykorzystanie endogennych retrowirusów do ochrony przed pierwotnym, starożytnym wirusem, który je stworzył. Podczas gdy te wbudowane geny wirusowe nie są w stanie wykorzystać maszynerii gospodarza do stworzenia pełnego wirusa, w organizmie krąży wystarczająco dużo ich uszkodzonych fragmentów, aby zakłócić cykl replikacji wirusa przodka, jeśli gospodarz go napotka. Naukowcy teoretyzują, że jeden HERV mógł odgrywać tę ochronną rolę u ludzi miliony lat temu. Nasze badanie wskazuje na kilka innych HERV, które mogły zostać przejęte lub dokooptowane przez ludzkie ciało znacznie niedawno w tym samym celu.
Pozostają niewiadome
Nasze badania ujawniają poziom aktywności HERV w ludzkim ciele, który był wcześniej nieznany, co rodzi tyle pytań, ile odpowiedzi.
Jest jeszcze wiele do nauczenia się o dawnych wirusach, które zalegają w ludzkim genomie, w tym o tym, czy ich obecność jest korzystna i jaki mechanizm napędza ich aktywność. Ważne będzie również sprawdzenie, czy któryś z tych genów jest rzeczywiście przekształcany w białka.
Odpowiedzi na te pytania mogą ujawnić nieznane wcześniej funkcje tych starożytnych genów wirusowych i lepiej pomóc naukowcom zrozumieć, jak ludzkie ciało reaguje na ewolucję wraz z tymi śladami starożytnych pandemii.
Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.
