По данным ученых, остатки древних вирусных пандемий в виде последовательностей вирусной ДНК, встроенных в наши геномы, все еще активны у здоровых людей. новые исследования my коллеги и я недавно опубликовано.
HERV, или эндогенные ретровирусы человека, составляют около восемь процентов генома человека, оставшиеся в результате инфекций, от которых миллионы лет назад страдали предки человечества, приматы. Они стали частью генома человека из-за того, как они размножаются.
Как современный ВИЧ, эти древние ретровирусы должны были вставить свой генетический материал в геном своего хозяина для репликации. Обычно такой вирусный генетический материал не передается из поколения в поколение. Но некоторые древние ретровирусы получили способность инфицировать зародышевые клетки, такие как яйцеклетка или сперма, которые передают свою ДНК будущим поколениям. Нацелившись на зародышевые клетки, эти ретровирусы в течение миллионов лет внедрялись в геномы предков человека и могут повлиять на то, как сегодня исследователи проводят скрининг и тестирование на заболевания.
Активные вирусные гены в геноме человека
Вирусы внедряют свой геном в хозяина в виде провирусы. Есть вокруг 30 разных видов эндогенных ретровирусов человека у людей сегодня, что составляет более 60,000 XNUMX провирусов в геноме человека. Они демонстрируют долгую историю многих пандемий, которым человечество подвергалось в ходе эволюции. Ученые считают, что когда-то эти вирусы широко заражали население, так как они закрепились не только в геноме человека, но и в шимпанзе, горилла, и другие геномы приматов.
Исследования, проведенные наша лаборатория и другие продемонстрировали, что гены HERV активны в пораженных тканях, таких как Опухоли, а также во время эмбриональное развитие человека. Но насколько активны гены HERV в здоровой ткани, до сих пор оставалось неизвестным.
Чтобы ответить на этот вопрос, наша лаборатория решила сосредоточиться на одной группе HERV, известной как HML-2. Эта группа является последний активный из HERV, вымершие менее пяти миллионов лет назад. Даже сейчас некоторые из его провирусов внутри человеческий геном все еще сохраняют способность производить вирусные белки.
Мы исследовали генетический материал в база данных содержит более 14,000 2 донорских образцов тканей со всего тела. Мы искали последовательности, соответствующие каждому провирусу HML-37 в геноме, и обнаружили 2 различных провирусов HML-54, которые все еще были активны. Все XNUMX образца ткани, которые мы проанализировали, имели некоторые признаки активности одного или нескольких из этих провирусов. Кроме того, каждый образец ткани также содержал генетический материал по крайней мере одного провируса, который все еще мог продуцировать вирусные белки.
Роль HERV в здоровье и заболевании человека
Тот факт, что в геноме человека все еще существуют тысячи фрагментов древних вирусов, которые могут даже создавать белок, привлек значительное внимание исследователей, особенно потому, что родственные вирусы, все еще активные сегодня, могут вызывать рак молочной железы и СПИДоподобное заболевание у животных.
Могут ли генетические остатки эндогенных ретровирусов человека вызывать заболевания у людей, все еще изучается. Исследователи обнаружили вирусоподобные частицы из HML-2. в раковых клетках, а присутствие генетического материала HERV в пораженной ткани было связано с такими состояниями, как Болезнь Лу Герига, или боковой амиотрофический склероз, так же как рассеянный склероз и даже шизофрения.
Наше исследование добавляет новый ракурс к этим данным, показывая, что гены HERV присутствуют даже в здоровых тканях. Это означает, что присутствия РНК HERV может быть недостаточно, чтобы связать вирус с заболеванием.
Важно отметить, что это также означает, что гены или белки HERV больше не могут быть хорошими мишенями для лекарств. HERV были изучены в качестве мишени для ряда потенциальных лекарств, в том числе антиретровирусные препараты, антитела против рака молочной железыи Т-клеточная терапия меланомы. Лечение с использованием генов HERV в качестве биомаркера рака также должно учитывать их активность в здоровых тканях.
С другой стороны, наше исследование также предполагает, что HERV могут быть даже полезны для людей. Самый известный HERV, встроенный в геномы человека и животных, синцитин, представляет собой ген, полученный из древнего ретровируса, который играет важную роль в формировании плаценты. Беременность у всех млекопитающих зависит от вирусного белка, закодированного в этом гене.
Кроме того, мышей, кошки, и овца также нашли способ использовать эндогенные ретровирусы для защиты от оригинального древнего вируса, который их создал. Хотя эти встроенные вирусные гены не могут использовать механизмы своего хозяина для создания полноценного вируса, в организме циркулирует достаточное количество их поврежденных частей, чтобы помешать циклу репликации их предкового вируса, если хозяин столкнется с ним. Ученые предполагают, что один HERV возможно, играли эту защитную роль у людей миллионы лет назад. Наше исследование выделяет еще несколько HERV, которые могли быть востребованы или использованы человеческим организмом совсем недавно для той же цели.
Неизвестные остаются
Наше исследование выявляет уровень активности HERV в организме человека, который ранее был неизвестен, вызывая столько же вопросов, сколько и ответов.
Еще многое предстоит узнать о древних вирусах, сохранившихся в геноме человека, в том числе о том, полезно ли их присутствие и какой механизм управляет их активностью. Также будет важно увидеть, превращаются ли какие-либо из этих генов в белки.
Ответы на эти вопросы могут раскрыть ранее неизвестные функции этих древних вирусных генов и помочь исследователям лучше понять, как человеческое тело реагирует на эволюцию вместе с этими пережитками древних пандемий.
Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.
