Sebab ditemui mengapa 10% daripada genom manusia terdiri daripada gen retrovirus

Ahli virologi telah mengenal pasti mekanisme yang telah membenarkan retrovirus untuk mereplikasi dengan cekap selama berjuta-juta tahun sebagai sebahagian daripada DNA mamalia.

Tugas utama virus dianggap sebagai penghantaran gen mereka sendiri kepada generasi berikutnya. Dalam usaha untuk membiak pada sebarang kos - semua virus tidak berbeza daripada organisma hidup lain, termasuk manusia.

Perbezaannya adalah dalam kesederhanaan luar biasa struktur virus, yang dikurangkan kepada satu molekul - pembawa genom, RNA virus, DNA atau dalam beberapa varian gabungan mereka. Satu lagi perbezaan virus adalah dalam keadaan dwi virus - keadaan ekstraselular "mati" zarah virus, atau virion, yang menunjukkan hampir tiada aktiviti bebas, dan keadaan "hidup", apabila virus memasuki sel perumah dan mula membiak, mengintegrasikan ke dalam mekanisme selular transkripsi DNA.

Tetapi, ternyata baru-baru ini, dengan penemuan retrovirus endogen, sesetengah virus mungkin tidak mempunyai peringkat virion.

Virus ini menghantar gen mereka sendiri kepada generasi berikutnya tanpa melampaui sel (oleh itu namanya - endogen, dengan kata lain intragenik), dan program genetik mereka, yang dibina ke dalam DNA selular, dianggap sebagai sebahagian daripada genom perumah.

Kini telah ditetapkan bahawa kira-kira 8–10% genom manusia terdiri daripada jujukan nukleotida retrovirus yang menjangkiti nenek moyang evolusi kita berpuluh-puluh juta tahun yang lalu.

Dalam erti kata lain, sepersepuluh DNA manusia terdiri daripada gen retroviral yang berumur beberapa juta tahun (“retro” bermaksud virus ini menggunakan mekanisme transkripsi songsang untuk mereplikasi genom mereka sendiri: pertama, enzim virus reverse transcriptase mula mensintesis satu helai DNA pada RNA virus, kemudian mensintesiskan helai kedua, kemudiannya mempunyai membran nuklear ini, dan kemudian menembusi membran nuklear ini. dimasukkan ke dalam sel perumah dan berfungsi sebagai matriks untuk mensintesis RNA virus oleh sel perumah).

Penyelidik dari Institut Oxford, bersama-sama dengan Pusat Penyelidikan AIDS Aarano Diamond (New York, Amerika Syarikat) dan Institut Rega (Belgium), memutuskan untuk mengetahui mekanisme di mana retrovirus purba dapat mendaftarkan diri mereka dalam gen kita dalam kuantiti yang banyak.

Untuk tujuan ini, mereka mengkaji genom 38 mamalia. Daripada genom ini, mereka mengasingkan kawasan yang mengandungi jujukan nukleotida retroviral dan kemudian membandingkannya dalam siliko (dalam silikon, dengan kata lain, menggunakan kaedah komputer-matematik khusus) untuk persamaan, perbezaan, dan bahagian yang mereka duduki dalam rantau DNA virus.

Seperti yang ditunjukkan oleh analisis, kategori tertentu retrovirus endogen kehilangan gen env, yang bertanggungjawab untuk protein yang membantu virus menembusi sel, pada satu ketika dalam evolusinya.

Kehilangan keupayaan untuk menjangkiti sel-sel lain tidak bermakna kehilangan keupayaan untuk mereplikasi diri, cuma kini keseluruhan jangka hayat virus mula berlalu di dalam sel perumah selari dengan jangka hayatnya sendiri dengan bantuan segmen DNA mudah alih virus - retrotransposon.

Walaupun perkara yang paling menarik ialah dengan kehilangan fungsi berjangkit oleh retrovirus tertentu, virus ini dengan cepat meningkatkan perwakilan mereka dalam genom, yang hasilnya adalah penguasaan bahan genetik virus dalam DNA mamalia.

Dengan membandingkan genom yang berbeza, para penyelidik meringkaskan fleksibiliti fenomena ini: kehilangan infektiviti mengakibatkan peningkatan 30 kali ganda dalam jumlah bahan virus.

Adakah retrovirus endogen berbahaya kepada kesihatan?

Virus mengatasi tugas menyebarkan gen mereka sendiri dengan sempurna, setelah mendaftar dalam DNA manusia sebagai penumpang tanpa menyebabkan kerosakan pada pengangkutan. Bagi pemilik, mereka, dalam kebanyakan kes, tidak patogen, tidak berjangkit, tidak membentuk zarah virion, dengan kata lain, tidak menjangkiti sesiapa, dan berada di bawah kawalan pengawalseliaan transkripsi DNA selular.

Melihat dari sudut lain, terdapat bukti bahawa beberapa retrovirus endogen (seperti beberapa yang eksogen yang menyebabkan, sebagai contoh, Rous sarcoma, limfoma dan myelopati) mempunyai potensi onkogenik dan mempunyai setiap peluang untuk merangsang perkembangan kanser, walaupun apa yang mencetuskan proses yang memaksa tubuh untuk membayar risiko sedemikian masih tidak jelas. Kajian tentang virus "fosil" dalam genom kita baru bermula, jadi penemuan paling bermaklumat yang memaksa kita untuk melihat badan kita dari sudut yang sama sekali berbeza masih di hadapan.