8 posto našeg genoma dolazi od virusa

Studija znanstvenika Sveučilišta Oxford, istraživačkog centra Aaron Diamond AIDS Research Centre u New Yorku i Instituta Rega u Belgiji, ispitivala je genome 38 vrsta sisavaca, uključujući ljude, miševe, štakore, slonove i delfine.

Studija je pokazala kako neki naši virusi vuku porijeklo od vremena dinosaura, a rezultati su objavljeni u publikaciji Proceedings of the National Academy of Sciences.

Istraživanja su pokazala kako su tijekom evolucije svi kralješnjaci bili izloženi višestrukim infekcijama retrovirusima. Neki od tih virusa inficirali su reproduktivne stanice i nastavili se nasljeđivati ugrađeni u genom domaćina. Ljudski genom nije iznimka, čak 8% naše DNK je virusnog porijekla.

Genom retrovirusa je ribonukleinska kiselina, RNK, a tijekom virusnog ciklusa se prepisuje u molekulu DNK (provirus) koja se ugrađuje u genom domaćina. Ukoliko se ugradnja dogodi u reproduktivnim stanicama, retrovirusi postaju dio stanične DNK, prenose se u sljedeću generaciju i prisutni su u svim stanicama novonastalog živog bića i svim njegovim potomcima. Takvi endogeni retrovirusi su poput molekularnih fosila - oni su tragovi drevnih virusnih infekcija kojima su bili izloženi naši preci.

Mnogi od tih virusa izgubili su sposobnost prelaska iz stanice u stanicu, a time i svoju virusnu bit, sposobnost da prelaze s jednog na drugog domaćina. Umjesto toga, oni su prilagodili svoj životni ciklus i još se uspješnije umnažaju unutar same molekule DNK domaćina, elegantno izbjegavajući teško preživljavanje u izvanstaničnom okruženju i mehanizme antivirusne obrane.

Najjednostavnije rečeno, DNK ugrađenog retrovirusa se kopira, a zatim se kopija zalijepi na neko drugo mjesto u molekuli DNK. U ljudskom genomu postoji više desetaka tisuća kopija virusa, a zauzimaju čak 8% našeg genoma i uvelike nadmašuju broj samih gena.

Zbog te prilagodbe jedan od virusnih gena, gen Env koji stvara protein na površini virusne čestice nužan za prijenos između stanica, postao je suvišan. Znanstvenici su pokazali da se virusi koji su izgubili ili imaju nefunkcionalan gen Env mnogo efikasnije šire i 30 su puta brojniji u DNK domaćina.

Virusni geni, kao i svi drugi geni, mogu se mijenjati - mogu izgubiti svoje uloge, a mogu i dobiti neke nove. Većina gena ljudskih endogenih retrovirusa je toliko izmijenjena mutacijama da se može smatrati nefunkcionalnom prtljagom koju naša vrsta vuče iz generacije u generaciju. No ne svi. Neki virusni geni još uvijek funkcioniraju i stvaraju proteine u našem tijelu.

Jedan od najfascinantnijih primjera je sincitin, protein koji je omogućavao da se virusna ovojnica fuzionira s ovojnicom stanice i na taj način virus uđe u stanicu. Nakon što je retrovirus postao endogen, protein je dobio novu ulogu, i to u organizmu domaćina (primata). Sincitin se stvara samo u posteljici, gdje uzrokuje fuziju stanica u jednom sloju posteljice i neophodan je za njen normalni razvitak.

Neki od ljudskih endogenih retrovirusa premještanjem po genomu doveli su do duplikacija ili delecija gena, te utjecali na njihovo funkcioniranje (sa sobom nose i vlastite regulacijske elemente koji mogu utjecati i na susjedne gene) i tako su oblikovali našu DNK, a time i nas kao vrstu. Bez virusa (možda) ne bismo uopće postojali ovakvi kakvi smo danas.

Gen za sincitin najprije je pronađen kod primata, u kojih potječe od retrovirusa koji su inficirali zajedničkog pretka svih primata. Kasnije je pronađen i u drugih sisavaca i potječe od drugih retrovirusa koji su inficirali pretke tih životinja. Čini se da su geni retrovirusa neovisno više puta tijekom evolucije sisavaca bili iskorišteni za istu stvar, "poboljšanje" posteljice.

Ukratko, povijest izlaganja infekcijama je obilježila naš genom, pa bismo mogli reći da bez virusa danas ne bi bilo ni čovjeka. Je li vas sada manje strah virusa nego prije?

Izvor: Biologija.com.hr