لا تزال بقايا الأوبئة الفيروسية القديمة في شكل تسلسل الحمض النووي الفيروسي المضمّن في جينوماتنا نشطة في الأشخاص الأصحاء ، وفقًا لبحث جديد زملائي وناشرت مؤخرًا.
تشكل Hervs ، أو الفيروسات القهقرية البشرية المنشأ ، حوالي 8 ٪ من الجينوم البشري ، الذي تركه وراءه نتيجة للالتهابات التي عانى منها أسلاف الإنسانية الرئيسيين قبل ملايين السنين. أصبحوا جزءًا من الجينوم البشري بسبب كيفية تكرارهم.
مثل فيروس نقص المناعة البشرية الحديثة ، كان على هذه الفيروسات القديمات القديمة إدراج موادها الوراثية في جينوم مضيفهم لتكرار. عادةً ما لا ينتقل هذا النوع من المواد الوراثية الفيروسية من جيل إلى جيل. لكن بعض الفيروسات القديمات القديم اكتسبت القدرة على إصابة الخلايا الجرثومية ، مثل البيض أو الحيوانات المنوية ، التي تمر الحمض النووي الخاص بها إلى الأجيال القادمة. من خلال استهداف الخلايا الجرثومية ، تم دمج هذه الفيروسات القهقرية في جينومات الأجداد البشرية على مدار ملايين السنين وقد يكون لها آثار على كيفية فحص الباحثين واختبارهم للأمراض اليوم.
الجينات الفيروسية النشطة في الجينوم البشري
تقوم الفيروسات بإدخال جينوماتها في مضيفيها في شكل Provirus. هناك حوالي 30 نوعًا مختلفًا من الفيروسات القهقرية البشرية المنشأ في الناس اليوم ، والتي تصل إلى أكثر من 60،000 فيروسات في الجينوم البشري. يوضحون التاريخ الطويل للعديد من الأوبئة البشرية التي تعرضت لها على مدار التطور. يعتقد العلماء أن هذه الفيروسات قد أصيبت على نطاق واسع بالسكان ، لأنها أصبحت ثابتة في الجينوم البشري فحسب ، بل أيضًا في الشمبانزي والغوريلا وغيرها من الجينومات الرئيسية.
لقد أظهرت الأبحاث من مختبرنا وغيرها أن جينات HERV نشطة في الأنسجة المريضة ، مثل الأورام ، وكذلك أثناء التطور الجنيني البشري. ولكن كيف كانت جينات Herv النشطة في الأنسجة الصحية لا تزال غير معروفة إلى حد كبير.
للإجابة على هذا السؤال ، قرر مختبرنا التركيز على مجموعة واحدة من Hervs المعروفة باسم HML-2. هذه المجموعة هي أحدث نشط من Hervs ، حيث انقرضت قبل أقل من 5 ملايين سنة. حتى الآن ، لا تزال بعض فيروساتها داخل الجينوم البشري تحتفظ بالقدرة على صنع البروتينات الفيروسية.
درسنا المادة الوراثية في قاعدة بيانات تحتوي على أكثر من 14000 عينة من الأنسجة المتبرع بها من جميع أنحاء الجسم. بحثنا عن التسلسلات التي تطابق كل فيروس HML-2 في الجينوم ووجدنا 37 فيروسات HML-2 مختلفة التي كانت لا تزال نشطة. جميع عينات الأنسجة الـ 54 التي قمنا بتحليلها لديها بعض الأدلة على نشاط واحد أو أكثر من هذه الفيروسات. علاوة على ذلك ، تحتوي كل عينة من الأنسجة أيضًا على مواد وراثية من فيروسة واحدة على الأقل يمكن أن تنتج البروتينات الفيروسية.
دور Hervs في صحة الإنسان والمرض
إن حقيقة أن آلاف الأجزاء من الفيروسات القديمة لا تزال موجودة في الجينوم البشري ويمكن أن تخلق البروتين قد لفتت قدرًا كبيرًا من الاهتمام من الباحثين ، خاصة وأن الفيروسات ذات الصلة التي لا تزال نشطة اليوم يمكن أن تسبب سرطان الثدي ومرض يشبه الإيدز في الحيوانات.
ما إذا كانت البقايا الوراثية للفيروسات القهقرية البشرية المنشأ يمكن أن تسبب المرض لدى الناس لا تزال قيد الدراسة. لقد رصد الباحثون جزيئات تشبه الفيروسات من HML-2 في الخلايا السرطانية ، وقد ارتبط وجود المواد الوراثية لـ HERV في الأنسجة المريضة بحالات مثل مرض لو جيريج ، أو التصلب الجانبي الضموري ، وكذلك التصلب المتعدد وحتى الفصام.
تضيف دراستنا زاوية جديدة لهذه البيانات من خلال إظهار أن جينات HERV موجودة حتى في الأنسجة الصحية. هذا يعني أن وجود Herv RNA قد لا يكون كافياً لتوصيل الفيروس بالمرض.
الأهم من ذلك ، هذا يعني أيضًا أن جينات Herv أو البروتينات قد لا تكون أهدافًا جيدة للأدوية. تم استكشاف HERVs كهدف لعدد من الأدوية المحتملة ، بما في ذلك الأدوية المضادة للفيروسات القهقرية ، والأجسام المضادة لسرطان الثدي وعلاجات الخلايا التائية لسرطان الجلد. ستحتاج العلاجات التي تستخدم جينات HERV كعلامة حيوية للسرطان إلى مراعاة نشاطها في الأنسجة الصحية.
من ناحية أخرى ، يشير بحثنا أيضًا إلى أن HERVs يمكن أن يكون مفيدًا للناس. الأكثر شهرة HERV المضمنة في الجينومات البشرية والحيوانية ، Syncytin ، هو جين مشتق من الفيروس القديم القديم الذي يلعب دورًا مهمًا في تشكيل المشيمة. يعتمد الحمل في جميع الثدييات على البروتين المشتق في الفيروس المشفر في هذا الجين.
وبالمثل ، وجدت الفئران والقطط والأغنام طريقة لاستخدام الفيروسات القهقرية الداخلية لحماية نفسها من الفيروس القديم الأصلي الذي خلقها. في حين أن هذه الجينات الفيروسية المضمنة غير قادرة على استخدام آلات مضيفها لإنشاء فيروس كامل ، فإن ما يكفي من قطعها التالفة تدور في الجسم للتدخل مع دورة تكرار فيروس أجدادهم إذا واجهها المضيف. ينظر العلماء إلى أن أحد هيرف قد يكون قد لعب هذا الدور الوقائي في الناس قبل ملايين السنين. تسلط دراستنا الضوء على عدد قليل من HERVs التي كان من الممكن المطالبة بها أو اختيارها من قبل جسم الإنسان مؤخرًا لهذا الغرض.
لا يزال المجهول
يكشف بحثنا عن مستوى من نشاط HERV في جسم الإنسان الذي لم يكن معروفًا سابقًا ، مما يثير العديد من الأسئلة التي أجاب عليها.
لا يزال هناك الكثير لنتعلمه عن الفيروسات القديمة التي لا تزال قائمة في الجينوم البشري ، بما في ذلك ما إذا كان وجودها مفيدًا وما هي الآلية التي تدفع نشاطها. معرفة ما إذا كان أي من هذه الجينات يتم تحويلها بالفعل إلى البروتينات سيكون مهمًا أيضًا.
يمكن أن تكشف الإجابة على هذه الأسئلة عن وظائف غير معروفة من قبل لهذه الجينات الفيروسية القديمة ومساعدة الباحثين بشكل أفضل على فهم كيفية تفاعل جسم الإنسان مع التطور إلى جانب هذه بقايا الأوبئة القديمة.
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة ، وهي مؤسسة إخبارية مستقلة غير ربحية تجلب لك الحقائق والتحليلات الجديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتبه: idan Burn ، جامعة تافتس
اقرأ المزيد:
Aidan Burn يتلقى تمويلًا من المعهد الوطني للسرطان.