เศษซากของการระบาดใหญ่ของไวรัสโบราณในรูปแบบของลำดับดีเอ็นเอของไวรัสที่ฝังอยู่ในจีโนมของเรายังคงทำงานอยู่ในคนที่มีสุขภาพดี การวิจัยใหม่ my เพื่อนร่วมงาน และฉัน เผยแพร่เมื่อเร็ว ๆ นี้
HERVs หรือรีโทรไวรัสจากภายในของมนุษย์สร้างขึ้นรอบๆ แปดเปอร์เซ็นต์ของจีโนมมนุษย์ซึ่งถูกทิ้งไว้เบื้องหลังอันเป็นผลมาจากการติดเชื้อที่บรรพบุรุษเจ้าคณะของมนุษยชาติต้องทนทุกข์ทรมานเมื่อหลายล้านปีก่อน พวกมันกลายเป็นส่วนหนึ่งของจีโนมมนุษย์เนื่องจากการจำลองแบบ
เหมือนสมัยใหม่ เอชไอวีโบราณเหล่านี้ เบื้องหลังไวรัส ต้องใส่สารพันธุกรรมเข้าไปในจีโนมของโฮสต์เพื่อทำซ้ำ โดยปกติแล้วสารพันธุกรรมของไวรัสชนิดนี้จะไม่ส่งต่อจากรุ่นสู่รุ่น แต่รีโทรไวรัสโบราณบางตัวได้รับความสามารถ ติดเชื้อเซลล์สืบพันธุ์เช่น ไข่หรือสเปิร์มที่ส่งต่อดีเอ็นเอไปยังรุ่นต่อๆ ไป ด้วยการกำหนดเป้าหมายไปที่เซลล์สืบพันธุ์ รีโทรไวรัสเหล่านี้ได้รวมอยู่ในจีโนมของบรรพบุรุษของมนุษย์ในช่วงเวลาหลายล้านปี และอาจมีความเกี่ยวข้องกับวิธีที่นักวิจัยคัดกรองและทดสอบโรคในปัจจุบัน
ยีนไวรัสที่ใช้งานอยู่ในจีโนมมนุษย์
ไวรัสแทรกจีโนมเข้าไปในโฮสต์ในรูปแบบของ โปรไวรัส. มีประมาณ 30 ชนิดที่แตกต่างกัน ของเรโทรไวรัสภายนอกของมนุษย์ในคนปัจจุบัน ซึ่งมีจำนวนมากกว่า 60,000 โปรไวรัสในจีโนมมนุษย์ พวกเขาแสดงให้เห็นถึงประวัติศาสตร์อันยาวนานของโรคระบาดจำนวนมากที่มนุษยชาติต้องเผชิญตลอดวิวัฒนาการ นักวิทยาศาสตร์คิดว่าไวรัสเหล่านี้ครั้งหนึ่งเคยแพร่เชื้ออย่างกว้างขวางในประชากร เนื่องจากพวกมันไม่ได้ติดอยู่ในจีโนมมนุษย์เท่านั้น แต่ยังอยู่ใน ลิงชิมแปนซี, กอริลลาและจีโนมไพรเมตอื่นๆ
วิจัยจาก ห้องปฏิบัติการของเรา และอื่น ๆ ได้แสดงให้เห็นว่ายีน HERV ทำงานในเนื้อเยื่อที่เป็นโรค เช่น เนื้องอกเช่นเดียวกับในช่วง การพัฒนาตัวอ่อนของมนุษย์. แต่ยังไม่ทราบแน่ชัดว่ายีน HERV มีบทบาทอย่างไรในเนื้อเยื่อที่แข็งแรง
เพื่อตอบคำถามนี้ ห้องปฏิบัติการของเราตัดสินใจที่จะมุ่งเน้นไปที่กลุ่มของ HERVs ที่เรียกว่า HML-2 กลุ่มนี้คือ ที่ใช้งานล่าสุดของ HERVsซึ่งสูญพันธุ์ไปแล้วเมื่อไม่ถึงห้าล้านปีก่อน แม้กระทั่งตอนนี้ ไวรัสบางตัวของมันภายใน จีโนมมนุษย์ ยังคงความสามารถในการสร้างโปรตีนของไวรัส
เราตรวจสอบสารพันธุกรรมใน ฐานข้อมูล บรรจุตัวอย่างเนื้อเยื่อที่ได้รับบริจาคจากทั่วร่างกายกว่า 14,000 ตัวอย่าง เราค้นหาลำดับที่ตรงกับ HML-2 provirus แต่ละตัวในจีโนม และพบ HML-37 provirus ที่แตกต่างกัน 2 ตัวที่ยังคงทำงานอยู่ ตัวอย่างเนื้อเยื่อทั้งหมด 54 ตัวอย่างที่เราวิเคราะห์มีหลักฐานบางอย่างเกี่ยวกับการทำงานของโปรไวรัสเหล่านี้อย่างน้อยหนึ่งรายการ นอกจากนี้ เนื้อเยื่อแต่ละตัวอย่างยังมีสารพันธุกรรมจากโปรไวรัสอย่างน้อยหนึ่งตัวที่ยังคงสามารถสร้างโปรตีนของไวรัสได้
บทบาทของ HERVs ต่อสุขภาพและโรคของมนุษย์
ความจริงที่ว่าไวรัสโบราณหลายพันชิ้นยังคงอยู่ในจีโนมมนุษย์และสามารถสร้างโปรตีนได้นั้นได้รับความสนใจจากนักวิจัยเป็นจำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อไวรัสที่เกี่ยวข้องยังคงทำงานอยู่ในปัจจุบันสามารถทำให้เกิด มะเร็งเต้านม และ โรคคล้ายโรคเอดส์ ในสัตว์
ไม่ว่าพันธุกรรมที่หลงเหลืออยู่ของเรโทรไวรัสจากภายในของมนุษย์สามารถก่อให้เกิดโรคในคนได้หรือไม่นั้นยังอยู่ในระหว่างการศึกษา นักวิจัยพบอนุภาคคล้ายไวรัสจาก HML-2 ในเซลล์มะเร็งและการมีอยู่ของสารพันธุกรรม HERV ในเนื้อเยื่อที่เป็นโรคนั้นสัมพันธ์กับสภาวะต่างๆ เช่น โรค Lou Gehrig หรือเส้นโลหิตตีบด้านข้างของ amyotrophicเช่นเดียวกับ หลายเส้นโลหิตตีบ และแม้กระทั่ง โรคจิตเภท.
การศึกษาของเราเพิ่มมุมมองใหม่ให้กับข้อมูลนี้โดยแสดงให้เห็นว่ายีน HERV มีอยู่แม้ในเนื้อเยื่อที่แข็งแรง ซึ่งหมายความว่าการมีอยู่ของ HERV RNA อาจไม่เพียงพอในการเชื่อมต่อไวรัสกับโรค
ที่สำคัญยังหมายความว่ายีนหรือโปรตีน HERV อาจไม่ใช่เป้าหมายที่ดีสำหรับยาอีกต่อไป HERVs ได้รับการสำรวจว่าเป็นเป้าหมายของยาที่มีศักยภาพจำนวนหนึ่ง รวมถึง ยาต้านไวรัส, แอนติบอดีต่อมะเร็งเต้านมและ การบำบัดด้วย T-cell สำหรับมะเร็งผิวหนัง. การรักษาโดยใช้ยีน HERV เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของมะเร็งจะต้องคำนึงถึงกิจกรรมของยีนในเนื้อเยื่อที่แข็งแรงด้วย
ในทางกลับกัน การวิจัยของเรายังชี้ให้เห็นว่า HERV อาจเป็นประโยชน์ต่อผู้คนด้วยซ้ำ HERV ที่มีชื่อเสียงที่สุดฝังอยู่ในจีโนมของมนุษย์และสัตว์ ซิงซิตินเป็นยีนที่ได้มาจากรีโทรไวรัสโบราณที่มีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของรก การตั้งครรภ์ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทุกชนิดขึ้นอยู่กับโปรตีนที่ได้จากไวรัสซึ่งเข้ารหัสในยีนนี้
ในทำนองเดียวกัน หนู, แมว และ แกะ ยังพบวิธีใช้รีโทรไวรัสภายนอกเพื่อป้องกันตัวเองจากไวรัสโบราณดั้งเดิมที่สร้างพวกมันขึ้นมา ในขณะที่ยีนของไวรัสที่ฝังอยู่เหล่านี้ไม่สามารถใช้เครื่องจักรของโฮสต์เพื่อสร้างไวรัสเต็มรูปแบบได้ ชิ้นส่วนที่เสียหายของพวกมันจะไหลเวียนในร่างกายมากพอที่จะรบกวนวงจรการจำลองแบบของไวรัสบรรพบุรุษของพวกมันหากโฮสต์พบมัน นักวิทยาศาสตร์ตั้งทฤษฎีว่า หนึ่ง HERV อาจมีบทบาทปกป้องผู้คนเมื่อหลายล้านปีก่อน การศึกษาของเราเน้นย้ำถึง HERV อีกสองสามรายการที่ร่างกายมนุษย์อาจอ้างสิทธิ์หรือเลือกใช้ร่วมกันเมื่อไม่นานมานี้เพื่อจุดประสงค์เดียวกันนี้
ไม่รู้จักยังคงอยู่
การวิจัยของเราเผยให้เห็นระดับของกิจกรรม HERV ในร่างกายมนุษย์ซึ่งไม่เคยทราบมาก่อน ซึ่งทำให้เกิดคำถามได้มากเท่าที่ตอบได้
ยังมีอีกมากที่ต้องเรียนรู้เกี่ยวกับไวรัสโบราณที่คงอยู่ในจีโนมมนุษย์ รวมถึงว่าการมีอยู่ของไวรัสนั้นมีประโยชน์หรือไม่และกลไกใดที่ขับเคลื่อนกิจกรรมของไวรัส การดูว่ายีนเหล่านี้ถูกสร้างเป็นโปรตีนจริงหรือไม่ก็มีความสำคัญเช่นกัน
การตอบคำถามเหล่านี้อาจเปิดเผยหน้าที่ที่ไม่รู้จักมาก่อนของยีนไวรัสโบราณเหล่านี้ และช่วยให้นักวิจัยเข้าใจได้ดีขึ้นว่าร่างกายมนุษย์มีปฏิกิริยาอย่างไรต่อวิวัฒนาการควบคู่ไปกับร่องรอยของโรคระบาดในสมัยโบราณ
บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.
