Вируси који су преплавили наше претке милионима година нису древна историја - и даље су с нама. Остаци вирусних гена чине релативно велики део наше модерне ДНК, а научници су углавном несигурни које улоге, ако их има, играју.
Сличан садржај
- За вирусе, најбољи начин за заразу бебе је путем маме
- Кад дође до вируса Западног Нила, кардинали Атланте могу бити наши прогоњени спасиоци
- Неки сексуално преносиви микроби могу вам добро доћи
- 11 разлога за љубав бактерија, гљивица и спорова
Сада докази говоре да смо током људске еволуције кооптирали остатак генетског материјала од неких од ових „фосилних вируса“ како бисмо окренули столове и помогли свом имунолошком систему у борби против болести.
Научници су знали да је наша ДНК попуњена комадићима вируса од када је људски геном први пут секвенциран пре неких 15 година. Ипак, "то изненађује многе људе", каже коаутор студије Цедриц Фесцхотте, генетичар са Универзитета у Јути. „Скоро је узнемирујуће.“
Додатни генетски код долази посебно из ретровируса који на јединствени начин упадају у ћелије домаћина. „Међу свим животињским вирусима, они су једини који интегришу властити генетски материјал у хромозоме свог домаћина“, каже Фесцхотте.
Када су древни ретровируси заразили наше претке, повремено су се инфилтрирали у људску сперму или јајну ћелију. Ако су ове ћелије оплодиле ембрион, било који вирусни гени који су у њих уграђени имали су карту за вожњу са једне генерације на другу.
Уз пут, ДНК ових освајача понекад је створио нове вирусе - али само накратко. Током генерација генетске мутације су постепено мењале ове вирусе и на крају угасиле њихову способност да инфицирају нове ћелије или се потпуно реплицирају. Данас већина древних вирусних чудности која су остала у људском геному нема очигледну функцију.
„Важно је схватити да од ових 8 процената - тих стотина хиљада делова и делова ДНК-а разбацаних по целом геному - већина тог материјала само седи тамо и пропада“, објашњава Фесцхотте. „Наш посао, и заиста наш постдокторски сарадник Ед Цхуонг, који је све то радио, био је да пронађемо игле у стогу сена - да идентификујемо неколико тих неколико елемената који су можда били изабрани за ћелијску иновацију у ток еволуције. "
Као део свог рада, научници су погледали комаде древних ретровируса који седе у близини гена за које се зна да делују у имунитету. Открили су да се фосилни вируси активирају када су изложени сигналним протеинима званим интерферони, које бела крвна зрнца и друге ћелије ослобађају током вирусне инфекције. Интерферони инхибирају раст вируса и покрећу производњу антивирусних протеина у осталим ћелијама у близини.
Тим је затим погледао три различите линије људских ћелија да виде да ли се фосилни вируси у њиховим генима могу повезати са протуупалним сигналним протеинима који помажу у паљењу имунолошког система. Идентификовали су 20 породица које су то учиниле, укључујући једну названу МЕР41 која је ушла у наше еволуцијско дрво као вирус пре неких 45 до 60 милиона година.
Тим је потом истражио како имуни систем функционише без неких од ових вирусних компоненти. Користили су алат за уређивање генома под називом ЦРИСПР / Цас9 да би уклонили четири дела остатка ДНК вируса. Сваки пут када су то учинили, осакатили су наш урођени имуни систем - ћелије нису у потпуности реаговале на интерфероне као раније, извештава тим ове недеље у Сциенце .
Истраживачи нагађају да су такви регулаторни прекидачи једном осигурали да ће се древни вирус моћи реплицирати прије имунолошког одговора, стратегије која је виђена у модерним ретровирусима, укључујући ХИВ.
„Нисмо били превише изненађени када смо видели да је вирус пре 50 милиона година можда већ ту стратегију користио у своје себичне сврхе“, каже Фесцхотте. "Иронично је да су се таблице окренуле и да су ови елементи изведени вирусом регулисани за регулацију гена који контролишу, између осталог, и вирусне инфекције."
Студија излази из разлога што она додаје свесрдне доказе о начину на који је генетски материјал из древних вируса замењен у нашу корист, каже медицински виролог Универзитета у Окфорду Гкикас Магиоркинис. На пример, протеин зван синцинтин, који је неопходан за изградњу плаценте код сисара, потиче од древног вирусног гена који је једном помогао да се вирус шири у телу.
„Ретко се дешава да неки од ових вирусних низова слете на право место у право време, али очигледно је да је било много могућности, и то је кључно“, каже Фесцхотте. "Ово је вероватно врх леденог брега."
Магиоркинис, међутим, напомиње да, иако изгледа да вирусни ДНК појачава наше гене под одређеним околностима, то није нужно нешто што је било неопходно за наш опстанак. Уместо тога, неки вирусни помагачи вероватно су постали активни јер су давали предност древним људима у специфичним околностима.
"На пример, " он нагађа, "појачање урођених имунолошких одговора, како је описано у раду, вероватно је пружило начин да се бори против древне епидемије проузроковане егзогеним обликом ретровируса, или можда чак и другом."
Слични процеси су такође могли дати тамније резултате. Такви вирусни остаци повезани су са бројним болестима, укључујући неуродегенеративну болест АЛС. Улога коју ови гени могу играти у овом и другим болестима остаје мутна, али Фесцхотте и његов тим сматрају да њихов рад може понудити нове трагове о разлозима зашто вирусни остаци постану активни у нашем геному и шта се дешава када тај процес нестане.
"Поновно активирање неких од ових вирусних прекидача могло би сугерирати тестирајућу хипотезу шта се може догодити када ти вирусни низови буду погрешно регулисани, на пример, у контексту одређених карцинома и аутоимуних болести", каже он.
