הנגיפים שפקדו את אבות אבותינו לפני מיליוני שנים אינם היסטוריה עתיקה - הם עדיין איתנו. שרידים של גנים ויראליים מהווים חלק גדול יחסית מה- DNA המודרני שלנו, ומדענים לא היו בטוחים באילו תפקידים, אם בכלל, הם ממלאים.
תוכן קשור
- עבור וירוסים, הדרך הטובה ביותר להדביק תינוק היא באמצעות אמא
- כשמדובר בנגיף מערב הנילוס, הקרדינלים של אטלנטה עשויים להיות מושיעי הנוצות שלנו
- כמה מיקרובים שהועברו מינית עשויים להיות טובים עבורך
- 11 סיבות לאהוב חיידקים, פטריות ונבגים
עדויות מצביעות על כך שבמהלך האבולוציה האנושית בחרנו בשארית חומר גנטי מכמה מ"וירוסים מאובנים "אלה כדי להפוך את הטבלאות ולעזור למערכת החיסון שלנו להילחם במחלות.
מדענים ידעו כי ה- DNA שלנו מפוצץ בקטעי נגיפים מאז שהנוצף של הגנום האנושי לראשונה לפני כ -15 שנה. ובכל זאת, "זה מפתיע עבור אנשים רבים", אומר מחבר המחקר Cedric Feschotte, גנטיקאי מאוניברסיטת יוטה. "זה כמעט מעורער."
הקוד הגנטי הנוסף מגיע במיוחד מוירוסים, הפולשים לתאים מארחים בדרך ייחודית. "בין כל נגיפי בעלי החיים, הם היחידים שמשלבים חומר גנטי משלהם בכרומוזומים של המארח שלהם", אומר פשוטה.
כאשר נגיף רטרו קדום הדביק את אבות אבותינו, הם הסתננו מדי פעם לזרע או לתא ביצה אנושי. אם התאים הללו המשיכו להפרות עובר, לכל גנים ויראליים ששולבו בהם היה כרטיס נסיעה מדור לדור.
לאורך הדרך, ה- DNA של הפולשים הללו הוליד לפעמים וירוסים חדשים - אך רק לזמן מה. במהלך הדורות, מוטציות גנטיות שינו בהדרגה את הנגיפים הללו ובסופו של דבר כבו את יכולתם להדביק תאים חדשים או לשכפל את עצמם במלואם. כיום, לרוב המוזרקות הנגיפיות הקדומות שנותרו בגנום האנושי אין שום תפקיד ברור.
"חשוב להבין שמתוך שמונה אחוזים אלה - מאות אלפי הקטעים וה DNA של המפוזרים בכל הגנום - רוב החומר הזה פשוט יושב שם ומתרסק", מסביר פשוטה. "התפקיד שלנו, ובאמת זה של חברנו לפוסט-דוקטורט אד צ'ונג, שעשה את כל העבודה הזו, היה למצוא את המחטים בערימת השחת - לזהות כמה מאותם אלמנטים מעטים שאולי קיבלו אופציה לחדשנות סלולרית מהלך האבולוציה. "
במסגרת עבודתם, המדענים בחנו חתיכות של וירוסים רטרו עתיקים היושבים ליד גנים הידועים כמתפקדים בחסינות. הם גילו כי נגיפי המאובנים פועלים כאשר הם נחשפים לחלבוני איתות המכונים אינטרפרונים, המשתחררים על ידי תאי דם לבנים ותאים אחרים במהלך זיהום נגיפי. האינטרפרונים מעכבים צמיחה ויראלית ומשיקים את ייצורם של חלבונים אנטי-ויראליים בתאים סמוכים אחרים.
לאחר מכן הצוות התבונן בשלושה שורות שונות של תאים אנושיים כדי לבדוק אם נגיפים מאובנים בגנום שלהם יכולים להיקשר עם חלבונים לאיתור דלקתיים המסייעים להדברת מערכת החיסון. הם זיהו 20 משפחות שעשו זאת, כולל אחת שכונתה MER41 שנכנסה לעץ האבולוציוני שלנו כנגיף לפני כ -45 עד 60 מיליון שנה.
לאחר מכן צוות החוקרים בדק כיצד מערכת החיסון מתפקדת ללא חלק מהמרכיבים הנגיפים הללו. הם השתמשו בכלי עריכת גנום בשם CRISPR / Cas9 בכדי להסיר ארבע חלקים של DNA הנגיף השורד. כל פעם שהם עשו זאת, זה נכה את מערכת החיסון המולדת שלנו - התאים לא הגיבו באופן מלא להפרעות כמו שהיו בעבר, מדווח הצוות השבוע ב"מדע " .
החוקרים משערים כי מתגי רגולציה כאלו הבטיחו פעם כי הנגיף העתיק יוכל לשכפל את עצמו לפני התגובה החיסונית, אסטרטגיה שנראתה בנגיף רטרו מודרני, כולל HIV.
"לא היינו מופתעים מדי לראות שלפני 50 מיליון שנה וירוס שם כבר יכול היה להשתמש באסטרטגיה זו למטרה אנוכית משלה", אומר פשוט. "זה אירוני שהטבלאות התהפכו ושהאלמנטים הנגזרים הנגיפיים הללו נבחרו כדי לווסת את הגנים השולטים, בין היתר, בזיהומים נגיפיים."
המחקר כבר יוצא מכיוון שהוא מוסיף לראיות ההולכות וגוברות לדרך שבה החומר הגנטי מנגיפים עתיקים הופעל לטובתנו, אומר הוויראולוג הרפואי באוניברסיטת אוקספורד Gikikas Magiorkinis. לדוגמא, חלבון הנקרא סינציטין, החיוני לבניית השלייה ביונקים, נגזר מגן ויראלי קדום שפעם סייע לנגיף להתפשט בגוף.
"רק לעיתים רחוקות זה קורה שחלק מהרצפים הנגיפים האלה נחתו במקום הנכון בזמן הנכון, אך ברור שהיו הרבה הזדמנויות וזה המפתח", אומר פשוטה. "זה כנראה קצה הקרחון."
Magiorkinis מציין כי למרות ש- DNA ויראלי אכן מעניק לגנים שלנו דחיפה בנסיבות מסוימות, זה לא בהכרח דבר שהיה חיוני להישרדותנו. במקום זאת, ככל הנראה, כמה עוזרים ויראליים הפכו לפעילים מכיוון שהם נתנו לאנשים קדומים יתרון בנסיבות ספציפיות.
"למשל", הוא משער, "יכולת להגביר את התגובה החיסונית המולדת כמתואר בעיתון דרך להילחם במגיפה קדומה שנגרמה על ידי הצורה האקסוגנית של הרטרווירוס, או אולי אפילו אחרת".
תהליכים דומים היו יכולים גם להביא לתוצאות כהות יותר. שאריות נגיפיות כאלה נקשרו במספר מחלות, כולל המחלה הנוירו-ניוונית ALS. התפקיד שגנים אלה עשויים למלא בתופעות אלה ובעיות אחרות נותר עכור, אך פשוטה וצוותו חושבים שעבודתם עשויה להציע רמזים חדשים מהסיבות לכך ששרידים ויראליים הופכים לפעילים בגנום שלנו ומה קורה כאשר התהליך הזה משתבש.
"הפעלה מחודשת של חלק מהמתגים הנגזרים הנגיפיים הללו עשויה לרמז על השערה ניתנת לבחינה לגבי מה שיכול לקרות כאשר רצפים ויראליים אלה יופכים ללא פיקוח, למשל בהקשר של מחלות סרטן ומחלות אוטואימוניות מסוימות, " הוא אומר.
