Tàn tích của các đại dịch vi rút cổ đại dưới dạng chuỗi DNA của vi rút được gắn trong bộ gen của chúng ta vẫn còn hoạt động ở những người khỏe mạnh, theo nghiên cứu mới my đồng nghiệp và tôi được xuất bản gần đây.
HERVs, hoặc retrovirus nội sinh của con người, tạo nên xung quanh tám phần trăm bộ gen của con người, để lại hậu quả của những đợt nhiễm trùng mà tổ tiên linh trưởng của loài người phải gánh chịu hàng triệu năm trước. Chúng trở thành một phần của bộ gen người do cách chúng tái tạo.
Như hiện đại HIV, những cổ xưa này retrovirus đã phải đưa vật liệu di truyền của chúng vào bộ gen của vật chủ để tái tạo. Thông thường, loại vật chất di truyền virus này không được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác. Nhưng một số retrovirus cổ đại có khả năng lây nhiễm tế bào mầm, chẳng hạn như trứng hoặc tinh trùng, có thể truyền DNA của chúng cho các thế hệ tương lai. Bằng cách nhắm mục tiêu vào các tế bào mầm, những retrovirus này đã được tích hợp vào bộ gen tổ tiên của con người trong suốt hàng triệu năm và có thể có ý nghĩa đối với cách các nhà nghiên cứu sàng lọc và xét nghiệm bệnh ngày nay.
Các gen virus hoạt động trong bộ gen người
Vi rút chèn bộ gen của chúng vào vật chủ dưới dạng vi-rút. Có xung quanh 30 loại khác nhau số lượng retrovirus nội sinh của con người ở người ngày nay, lên tới hơn 60,000 provirus trong bộ gen người. Chúng chứng minh lịch sử lâu dài của nhiều đại dịch mà nhân loại đã phải hứng chịu trong quá trình tiến hóa. Các nhà khoa học cho rằng những vi rút này đã từng lây nhiễm rộng rãi trong dân số, vì chúng đã trở nên cố định không chỉ trong bộ gen người mà còn trong tinh tinh, khỉ đột, và các bộ gen linh trưởng khác.
Nghiên cứu từ phòng thí nghiệm của chúng tôi và những người khác đã chứng minh rằng các gen HERV hoạt động trong mô bệnh, chẳng hạn như khối u, cũng như trong sự phát triển phôi thai của con người. Nhưng các gen HERV hoạt động như thế nào trong mô khỏe mạnh vẫn chưa được biết rõ.
Để trả lời câu hỏi này, phòng thí nghiệm của chúng tôi quyết định tập trung vào một nhóm HERV được gọi là HML-2. Nhóm này là hoạt động gần đây nhất của HERVs, đã tuyệt chủng cách đây chưa đầy năm triệu năm. Ngay cả bây giờ, một số điều khoản của nó trong bộ gen người vẫn giữ được khả năng tạo protein của virus.
Chúng tôi đã kiểm tra vật liệu di truyền trong một cơ sở dữ liệu chứa hơn 14,000 mẫu mô hiến tặng từ khắp nơi trên cơ thể. Chúng tôi đã tìm kiếm các trình tự phù hợp với từng loại virus HML-2 trong bộ gen và tìm thấy 37 loại virus HML-2 khác nhau vẫn đang hoạt động. Tất cả 54 mẫu mô mà chúng tôi đã phân tích đều có một số bằng chứng về hoạt động của một hoặc nhiều trong số các chất kích thích này. Hơn nữa, mỗi mẫu mô cũng chứa vật liệu di truyền từ ít nhất một provirus vẫn có thể tạo ra các protein virus.
Vai trò của HERVs đối với sức khỏe con người và bệnh tật
Thực tế là hàng nghìn mảnh vi rút cổ đại vẫn tồn tại trong bộ gen người và thậm chí có thể tạo ra protein đã thu hút một lượng lớn sự chú ý từ các nhà nghiên cứu, đặc biệt là vì các vi rút liên quan vẫn còn hoạt động ngày nay có thể gây ra ung thư vú và Bệnh giống như AIDS ở động vật.
Liệu tàn tích di truyền của các retrovirus nội sinh ở người có thể gây bệnh cho người hay không vẫn còn đang được nghiên cứu. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện các hạt giống virus từ HML-2 trong tế bào ung thư, và sự hiện diện của vật liệu di truyền HERV trong mô bệnh có liên quan đến các tình trạng như Bệnh Lou Gehrig, hoặc bệnh xơ cứng teo cơ một bên, Cũng như đa xơ cứng và thậm chí cả tâm thần phân liệt.
Nghiên cứu của chúng tôi bổ sung một góc độ mới cho dữ liệu này bằng cách chỉ ra rằng các gen HERV hiện diện ngay cả trong các mô khỏe mạnh. Điều này có nghĩa là sự hiện diện của HERV RNA có thể không đủ để kết nối virus với bệnh.
Điều quan trọng, nó cũng có nghĩa là các gen hoặc protein HERV có thể không còn là mục tiêu tốt cho các loại thuốc. HERV đã được khám phá như một mục tiêu cho một số loại thuốc tiềm năng, bao gồm thuốc kháng vi rút, kháng thể cho bệnh ung thư vúvà Liệu pháp tế bào T cho khối u ác tính. Các phương pháp điều trị sử dụng gen HERV làm dấu ấn sinh học ung thư cũng sẽ cần tính đến hoạt động của chúng trong mô khỏe mạnh.
Mặt khác, nghiên cứu của chúng tôi cũng cho thấy rằng HERVs thậm chí có thể có lợi cho con người. HERV nổi tiếng nhất được nhúng trong bộ gen người và động vật, đồng bộ hóa, là một gen có nguồn gốc từ một loại virus retrovirus cổ đại có vai trò quan trọng trong việc hình thành nhau thai. Quá trình mang thai ở tất cả các loài động vật có vú phụ thuộc vào protein có nguồn gốc từ virus được mã hóa trong gen này.
Tương tự, chuột, những con mèo, và cừu cũng đã tìm ra cách sử dụng các retrovirus nội sinh để tự bảo vệ mình chống lại virus cổ đại nguyên thủy đã tạo ra chúng. Mặc dù các gen virus nhúng này không thể sử dụng máy móc của vật chủ để tạo ra một loại virus đầy đủ, nhưng đủ các mảnh bị tổn thương của chúng sẽ lưu thông trong cơ thể để can thiệp vào chu trình nhân lên của virus tổ tiên của chúng nếu vật chủ gặp phải nó. Các nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng một HERV có thể đã đóng vai trò bảo vệ này ở con người hàng triệu năm trước. Nghiên cứu của chúng tôi làm nổi bật thêm một số HERV có thể đã được cơ thể con người xác nhận hoặc đồng lựa chọn gần đây cho cùng mục đích này.
Chưa biết vẫn còn
Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy mức độ hoạt động của HERV trong cơ thể con người mà trước đây chưa được biết đến, đặt ra càng nhiều câu hỏi mà nó đã trả lời.
Vẫn còn nhiều điều để tìm hiểu về các loại virus cổ xưa tồn tại trong bộ gen người, bao gồm cả việc liệu sự hiện diện của chúng có mang lại lợi ích hay không và cơ chế nào thúc đẩy hoạt động của chúng. Việc xem liệu có bất kỳ gen nào trong số này thực sự được tạo thành protein hay không cũng sẽ rất quan trọng.
Trả lời những câu hỏi này có thể tiết lộ những chức năng chưa từng biết trước đây đối với những gen virus cổ đại này và giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn cách cơ thể con người phản ứng với sự tiến hóa cùng với những dấu tích của đại dịch cổ đại này.
Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.
