Ostanki starodavnih virusnih pandemije v obliki zaporedij virusne DNK, vgrajenih v naše genome, so še vedno aktivni pri zdravih ljudeh. nove raziskave my sodelavci in jaz nedavno objavljeno.
HERV ali človeški endogeni retrovirusi sestavljajo okoli osem odstotkov človeškega genoma, ki je ostal zaradi okužb, s katerimi so pred milijoni let preboleli predniki človeštva primati. Postali so del človeškega genoma zaradi tega, kako se razmnožujejo.
Kot moderno HIV, te starodavne retrovirusi morali vstaviti svoj genetski material v genom svojega gostitelja, da bi se razmnožili. Običajno se ta vrsta virusnega genskega materiala ne prenaša iz generacije v generacijo. Toda nekateri starodavni retrovirusi so pridobili sposobnost okužijo zarodne celice, kot je jajčece ali sperma, ki svojo DNK prenesejo na prihodnje generacije. S ciljanjem na zarodne celice so se ti retrovirusi skozi milijone let vgradili v genome človeških prednikov in lahko vplivajo na to, kako raziskovalci danes pregledujejo in testirajo bolezni.
Aktivni virusni geni v človeškem genomu
Virusi vstavijo svoje genome v svoje gostitelje v obliki a virus. Obstaja okoli 30 različnih vrst človeških endogenih retrovirusov pri ljudeh danes, kar pomeni več kot 60,000 provirusov v človeškem genomu. Prikazujejo dolgo zgodovino številnih pandemij, ki jim je bilo človeštvo izpostavljeno tekom evolucije. Znanstveniki menijo, da so ti virusi nekoč močno okužili prebivalstvo, saj so se utrdili ne le v človeškem genomu, ampak tudi v šimpanza, gorilain drugih genomov primatov.
Raziskave iz naš laboratorij in drugi so dokazali, da so geni HERV aktivni v obolelem tkivu, kot je npr tumorji, pa tudi med embrionalni razvoj človeka. Toda kako aktivni geni HERV v zdravem tkivu je bilo še vedno v veliki meri neznano.
Da bi odgovorili na to vprašanje, se je naš laboratorij odločil, da se osredotoči na eno skupino HERV, znano kot HML-2. Ta skupina je nazadnje aktiven izmed HERV, ki je izumrla pred manj kot petimi milijoni let. Tudi zdaj nekateri njegovi provirusi znotraj človeški genom še vedno ohranijo sposobnost izdelave virusnih beljakovin.
Pregledali smo genetski material pri a Baza podatkov ki vsebuje več kot 14,000 darovanih vzorcev tkiv z vseh delov telesa. Iskali smo zaporedja, ki so se ujemala z vsakim provirusom HML-2 v genomu, in našli 37 različnih provirusov HML-2, ki so bili še aktivni. Vseh 54 vzorcev tkiv, ki smo jih analizirali, je imelo nekaj dokazov o aktivnosti enega ali več teh provirusov. Poleg tega je vsak vzorec tkiva vseboval tudi genetski material iz vsaj enega provirusa, ki bi lahko še vedno proizvajal virusne beljakovine.
Vloga HERV v zdravju in boleznih ljudi
Dejstvo, da na tisoče kosov starodavnih virusov še vedno obstaja v človeškem genomu in lahko celo tvorijo beljakovine, je pritegnilo veliko pozornosti raziskovalcev, zlasti ker lahko sorodni virusi, ki so še danes aktivni, povzročajo raka dojk in Aidsu podobna bolezen pri živalih.
Ali lahko genetski ostanki človeških endogenih retrovirusov povzročijo bolezni pri ljudeh, še preučujejo. Raziskovalci so opazili virusu podobne delce iz HML-2 v rakavih celicah, in prisotnost genetskega materiala HERV v obolelem tkivu je bila povezana s stanji, kot je npr Lou Gehrigova bolezen ali amiotrofična lateralna skleroza, Pa tudi multipla skleroza in celo shizofrenija.
Naša študija dodaja nov zorni kot tem podatkom, saj kaže, da so geni HERV prisotni celo v zdravem tkivu. To pomeni, da prisotnost HERV RNA morda ne bo dovolj za povezavo virusa z boleznijo.
Pomembno je tudi, da to pomeni, da geni ali proteini HERV morda niso več dobre tarče za zdravila. HERV so raziskali kot tarčo za številna potencialna zdravila, vključno z protiretrovirusna zdravila, protitelesa proti raku dojkein T-celične terapije za melanom. Pri zdravljenju, ki uporablja gene HERV kot biomarker raka, bo treba upoštevati tudi njihovo aktivnost v zdravem tkivu.
Po drugi strani pa naše raziskave tudi kažejo, da bi lahko bili HERV ljudem celo koristni. Najbolj znan HERV, vdelan v človeške in živalske genome, sincitin, je gen, pridobljen iz starodavnega retrovirusa, ki igra pomembno vlogo pri nastanku posteljice. Nosečnost pri vseh sesalcih je odvisna od proteina, ki izvira iz virusa in je kodiran v tem genu.
Podobno miši, mačke, in ovce našli tudi način za uporabo endogenih retrovirusov, da se zaščitijo pred prvotnim starodavnim virusom, ki jih je ustvaril. Medtem ko ti vgrajeni virusni geni ne morejo uporabiti strojev svojega gostitelja za ustvarjanje polnega virusa, dovolj njihovih poškodovanih delcev kroži po telesu, da bi motili cikel razmnoževanja virusa njihovih prednikov, če gostitelj nanj naleti. Znanstveniki to teoretizirajo en HERV morda igral to zaščitno vlogo pri ljudeh pred milijoni let. Naša študija izpostavlja še nekaj HERV, ki bi jih človeško telo pred kratkim lahko zahtevalo ali prevzelo za ta isti namen.
Neznane ostajajo
Naše raziskave razkrivajo stopnjo aktivnosti HERV v človeškem telesu, ki prej ni bila znana, kar odpira toliko vprašanj, kot je odgovorov.
Še vedno se moramo veliko naučiti o starodavnih virusih, ki se zadržujejo v človeškem genomu, vključno s tem, ali je njihova prisotnost koristna in kakšen mehanizem poganja njihovo aktivnost. Pomembno bo tudi ugotoviti, ali je kateri od teh genov dejansko narejen v beljakovine.
Odgovori na ta vprašanja bi lahko razkrili prej neznane funkcije teh starodavnih virusnih genov in bolje pomagali raziskovalcem razumeti, kako se človeško telo odziva na evolucijo poleg teh ostankov starodavnih pandemij.
Ta članek je ponovno objavljen Pogovor pod licenco Creative Commons. Preberi Originalni članek.
