Rester av uråldriga virala pandemier i form av virala DNA-sekvenser inbäddade i våra genom är fortfarande aktiva hos friska människor, enl. ny forskning my kollegor och jag nyligen publicerat.
HERV, eller mänskliga endogena retrovirus, utgör runt åtta procent av det mänskliga genomet, kvar som ett resultat av infektioner som mänsklighetens primater förfäder drabbades av för miljoner år sedan. De blev en del av det mänskliga genomet på grund av hur de replikerar.
Som modern HIV, dessa gamla retrovirus var tvungna att infoga sitt genetiska material i sin värds genom för att replikera. Vanligtvis överförs inte den här typen av viralt genetiskt material från generation till generation. Men några gamla retrovirus fick förmågan att infektera könsceller, såsom ägg eller spermier, som överför sitt DNA till framtida generationer. Genom att rikta in sig på könsceller, införlivades dessa retrovirus i mänskliga förfäders genom under loppet av miljontals år och kan få konsekvenser för hur forskare screenar och testar för sjukdomar idag.
Aktiva virala gener i det mänskliga genomet
Virus sätter in sina genom i sina värdar i form av en virus. Det finns runt omkring 30 olika typer av mänskliga endogena retrovirus hos människor idag, vilket uppgår till över 60,000 XNUMX provirus i det mänskliga genomet. De visar den långa historien om de många pandemier som mänskligheten har utsatts för under evolutionens gång. Forskare tror att dessa virus en gång infekterade befolkningen allmänt, eftersom de har fastnat i inte bara det mänskliga genomet utan också i schimpans, gorillaoch andra primatgenom.
forskning från vårt labb och andra har visat att HERV-gener är aktiva i sjuk vävnad, som t.ex tumörer, liksom under mänsklig embryonal utveckling. Men hur aktiva HERV-gener är i frisk vävnad var fortfarande i stort sett okänt.
För att besvara denna fråga beslutade vårt labb att fokusera på en grupp HERV som kallas HML-2. Denna grupp är senast aktiv av HERV, efter att ha dött ut för mindre än fem miljoner år sedan. Även nu, några av dess provirus inom humant genom fortfarande behålla förmågan att göra virala proteiner.
Vi undersökte det genetiska materialet i en databas innehållande över 14,000 2 donerade vävnadsprover från hela kroppen. Vi letade efter sekvenser som matchade varje HML-37 provirus i genomet och hittade 2 olika HML-54 provirus som fortfarande var aktiva. Alla XNUMX vävnadsprover vi analyserade hade vissa tecken på aktivitet hos ett eller flera av dessa provirus. Dessutom innehöll varje vävnadsprov också genetiskt material från minst ett provirus som fortfarande kunde producera virala proteiner.
HERVs roll i människors hälsa och sjukdomar
Det faktum att tusentals bitar av forntida virus fortfarande finns i det mänskliga genomet och till och med kan skapa protein har väckt stor uppmärksamhet från forskare, särskilt eftersom relaterade virus som fortfarande är aktiva idag kan orsaka bröstcancer och AIDS-liknande sjukdom hos djur.
Huruvida de genetiska resterna av mänskliga endogena retrovirus kan orsaka sjukdom hos människor är fortfarande under studie. Forskare har upptäckt virusliknande partiklar från HML-2 i cancerceller, och närvaron av HERV genetiskt material i sjuk vävnad har associerats med tillstånd som t.ex Lou Gehrigs sjukdom, eller amyotrofisk lateralskleros, såväl som multipel skleros och även schizofreni.
Vår studie lägger till en ny vinkel till dessa data genom att visa att HERV-gener finns även i frisk vävnad. Detta innebär att närvaron av HERV-RNA kanske inte räcker för att koppla viruset till en sjukdom.
Viktigt, det betyder också att HERV-gener eller proteiner kanske inte längre är bra mål för läkemedel. HERVs har utforskats som ett mål för ett antal potentiella läkemedel, inklusive antiretroviral medicin, antikroppar mot bröstcanceroch T-cellsterapier för melanom. Behandlingar som använder HERV-gener som en cancerbiomarkör måste också ta hänsyn till deras aktivitet i frisk vävnad.
Å andra sidan tyder vår forskning också på att HERV till och med kan vara till nytta för människor. Den mest kända HERV inbäddad i människors och djurs genom, syncytin, är en gen som härrör från ett gammalt retrovirus som spelar en viktig roll i bildandet av moderkakan. Graviditet hos alla däggdjur är beroende av det virushärledda proteinet som kodas i denna gen.
På liknande sätt möss, katter, och fåren hittade också ett sätt att använda endogena retrovirus för att skydda sig mot det ursprungliga gamla viruset som skapade dem. Även om dessa inbäddade virala gener inte kan använda sin värds maskineri för att skapa ett helt virus, cirkulerar tillräckligt många av deras skadade bitar i kroppen för att störa replikationscykeln för deras förfäders virus om värden stöter på det. Forskare teoretiserar det en HERV kan ha spelat denna skyddande roll i människor för miljoner år sedan. Vår studie belyser några fler HERVs som kunde ha gjorts anspråk på eller samordnat av människokroppen mycket nyligen för samma ändamål.
Okända kvar
Vår forskning avslöjar en nivå av HERV-aktivitet i människokroppen som tidigare var okänd, vilket väcker lika många frågor som den besvarade.
Det finns fortfarande mycket att lära om de uråldriga virus som finns kvar i det mänskliga genomet, inklusive om deras närvaro är fördelaktig och vilken mekanism som driver deras aktivitet. Att se om någon av dessa gener faktiskt görs till proteiner kommer också att vara viktigt.
Att besvara dessa frågor kan avslöja tidigare okända funktioner för dessa forntida virala gener och bättre hjälpa forskare att förstå hur människokroppen reagerar på evolutionen vid sidan av dessa spår av forntida pandemier.
Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.
