Virus yang menjejaskan nenek moyang kita berjuta-juta tahun yang lalu bukan sejarah kuno-mereka masih bersama kita. Sisa-sisa gen virus membentuk sebahagian besar DNA moden kita, dan para saintis kebanyakannya tidak pasti apa peranan, jika ada, mereka bermain.
Kandungan Terkait
- Untuk Virus, Cara Terbaik Mengesan Bayi Melalui Mama
- Apabila Ia Hadir ke Virus Nile Barat, Kardinal Atlanta boleh Menjadi Penyelamat Bulu kami
- Sesetengah Mikroba Menyalurkan Seksual Mungkin Baik untuk Anda
- 11 Alasan Mencintai Bakteria, Kulat dan Spora
Sekarang bukti menunjukkan bahawa semasa evolusi manusia, kami telah memilih bahan genetik yang tersisa dari beberapa "virus fosil" ini untuk mengubah jadual dan membantu sistem imun kita melawan penyakit.
Para saintis telah mengetahui bahawa DNA kami dibebaskan dengan bit virus kerana genom manusia pertama kali disusun sekitar 15 tahun yang lalu. Namun, "ia mengejutkan ramai orang, " kata penulis bersama kajian Cedric Feschotte, seorang ahli genetik di University of Utah. "Ia hampir mengganggu."
Kod genetik tambahan datang khusus dari retrovirus, yang menyerang sel-sel tuan rumah dengan cara yang unik. "Di antara semua virus haiwan, mereka adalah satu-satunya yang menggabungkan bahan genetik mereka sendiri ke dalam kromosom tuan rumah mereka, " kata Feschotte.
Apabila retrovirus kuno menjangkiti nenek moyang kita, mereka kadang-kadang menyusup sperma manusia atau sel telur. Sekiranya sel-sel tersebut menyuburkan embrio, mana-mana gen virus yang dimasukkan ke dalamnya mempunyai tiket untuk menunggang satu generasi ke depan.
Di sepanjang jalan, DNA penceroboh ini kadang-kadang menimbulkan virus baru-tetapi hanya untuk seketika. Sepanjang generasi, mutasi genetik secara beransur-ansur mengubah virus ini dan akhirnya menutup kemampuan mereka untuk menjangkiti sel-sel baru atau meniru sepenuhnya diri mereka. Hari ini, sebahagian besar oddities virus kuno yang tersisa dalam genom manusia tidak mempunyai fungsi yang jelas.
"Adalah penting untuk memahami bahawa daripada 8 peratus ini-beratus-ratus ribu bit dan potongan DNA yang tersebar di seluruh genom-kebanyakan bahan itu hanya duduk di situ dan mereput, " jelas Feschotte. "Tugas kami, dan benar-benar sekutu pasca kedoktoran kami, Ed Chuong, yang melakukan semua kerja ini, adalah untuk mencari jarum dalam jerami itu-untuk mengenal pasti beberapa elemen yang mungkin telah dipilih untuk inovasi selular dalam perjalanan evolusi. "
Sebagai sebahagian daripada kerja mereka, para saintis memandang kepingan retrovirus purba yang duduk berhampiran dengan gen yang diketahui berfungsi dalam imuniti. Mereka mendapati bahawa virus fosil diaktifkan apabila terdedah kepada isyarat protein yang disebut interferon, yang dilepaskan oleh sel darah putih dan sel lain semasa jangkitan virus. Interferon menghalang pertumbuhan virus dan melancarkan pengeluaran protein anti-viral di sel-sel lain berhampiran.
Pasukan itu kemudian melihat tiga garis sel-sel manusia yang berbeza untuk melihat sama ada virus fosil dalam genom mereka boleh mengikat dengan protein perangsang pro-radang yang membantu melancarkan sistem imun. Mereka mengenal pasti 20 keluarga yang berbuat demikian, termasuk satu yang digelar MER41 yang memasuki pokok evolusi kita sebagai virus sekitar 45 hingga 60 juta tahun yang lalu.
Pasukan kemudian meneroka bagaimana sistem imun berfungsi tanpa beberapa komponen virus ini. Mereka menggunakan alat pengeditan genom yang dipanggil CRISPR / Cas9 untuk mengeluarkan empat helai DNA virus sisa. Setiap kali mereka berbuat demikian, ia melumpuhkan sistem kekebalan semula jadi kita-sel-sel tidak sepenuhnya bertindak balas terhadap interferon seperti yang telah mereka lakukan sebelum ini, pasukan melaporkan minggu ini dalam Sains .
Penyelidik membuat spekulasi bahawa suis peraturan sedemikian sekali memastikan bahawa virus purba dapat meniru dirinya sendiri sebelum tindak balas imun, satu strategi yang telah dilihat dalam retrovirus moden, termasuk HIV.
"Kami tidak terlalu terkejut melihat 50 juta tahun yang lalu virus di luar sana mungkin telah menggunakan strategi itu untuk tujuan mementingkan diri sendiri, " kata Feschotte. "Adalah ironis bahawa jadual telah berubah, dan unsur-unsur yang dihasilkan virus ini telah memilih untuk mengawal gen yang mengawal, antara lain, jangkitan virus."
Kajian itu keluar kerana ia menambah kepada keterangan yang semakin meningkat untuk bahan-bahan genetik dari virus purba telah ditakdirkan untuk kelebihan kita, kata pakar virologi dari Universiti Oxford Gkikas Magiorkinis. Sebagai contoh, protein yang dipanggil syncytin, yang penting untuk membina plasenta dalam mamalia, berasal dari gen virus kuno yang pernah membantu virus menyebar ke dalam badan.
"Ia jarang sekali berlaku bahawa sesetengah daripada urutan virus ini mendarat di tempat yang betul pada masa yang tepat, tetapi dengan jelas terdapat banyak peluang, dan itulah kunci, " kata Feschotte. "Ini mungkin hujung gunung es."
Walau bagaimanapun, Magiorkinis mencatatkan bahawa walaupun DNA virus seolah-olah memberi gen kami menjadi rangsangan dalam keadaan tertentu, ia tidak semestinya sesuatu yang tidak diperlukan untuk kelangsungan hidup kita. Sebaliknya, beberapa pembantu virus mungkin menjadi aktif kerana mereka memberi manusia purba kelebihan dalam keadaan tertentu.
"Sebagai contoh, " dia berspekulasi, "rangsangan tindak balas imun semula jadi seperti yang diterangkan di dalam kertas itu mungkin telah menyediakan cara untuk melawan wabak purba yang disebabkan oleh bentuk retrovirus yang eksogen, atau mungkin juga yang lain."
Proses serupa juga boleh menghasilkan hasil yang lebih gelap. Sisa virus sedemikian telah dikaitkan dengan pelbagai penyakit, termasuk penyakit neurodegenerative ALS. Peranan gen ini dalam penyakit ini dan lain-lain penyakit masih keruh, tetapi Feschotte dan pasukannya berfikir kerja mereka mungkin memberi petunjuk baru kepada sebab-sebab sisa virus menjadi aktif dalam genom kita dan apa yang berlaku apabila proses itu menjadi serba salah.
"Pengaktifan semula sesetengah suis yang berasal dari virus ini boleh mencadangkan hipotesis yang boleh diuji mengenai apa yang boleh berlaku apabila urutan virus ini menjadi salah, contohnya dalam konteks kanser dan penyakit autoimun tertentu, " katanya.
