Atklājumi.lv

Cilvēka DNS atrod Bornas vīrusa gēnus

Fakts, ka būtisku cilvēka genoma daļu (līdz pat 8% pēc šībrīža uzskatiem) veido vīrusu gēni bija zināms jau vairāk nekā 10 gadu. Tomēr līdz šim valdīja uzskats, ka mūsu genomā atrodami tikai retrovīrusi - RNS saturoši vīrusi, kas vairojas, ar īpaša enzīma palīdzību transkribējot savu RNS par DNS un iekļaujot šo DNS šūnas hromosomās. Tagad noskaidrojies, ka cilvēka genomā iekļuvuši arī Bornas vīrusi, kas pieder negatīvo RNS vīrusu Mononegavirales kārtai.

Jauno atklājumu izdarījusi japāņu zinātnieku komanda Osakas universitātes profesora Keizo Tomonagas vadībā, bet raksts ar pētījuma rezultātiem publicēts žurnāla Nature 7.janvāra numurā. Šajā pat žurnāla numurā publicēts arī Teksasas universitātes Ārlingtonā (ASV) profesora Sedrika Fešo raksts, kurā viņš izsaka savas domas par Bornas vīrusa iespējamo saistību ar DNS mutācijām kā arī iedzimtu šizofrēniju un citiem psihiskiem traucējumiem.

Bornas vīruss ir savdabīgs RNS vīrusu saimes pārstāvis, jo, kā domāja līdz šim, inficē tikai neironus un vairojas vienīgi šūnas kodolā. Vīrusa nosaukums cēlies no Vācijas pilsētas Bornas, kurā tas 1885.gadā izraisīja iznīcinošu epidēmiju vietējā garnizona kavalērijas zirgu vidū. Bornas vīruss izraisa neiroloģisku saslimšanu siltasiņu dzīvniekiem un dažu nesenu pētījumu rezultāti ļāvuši izteikt pieļāvumu par tā saistību ar tādām neiroloģiskām un psihiskām saslimšanām kā hronisks nogurums, multiplā skleroze, šizofrēnija, depresija un bipolārie traucējumi (maniakālā depresija).

Salīdzinot Bornas vīrusa un dažādu zīdītāju genomus, japāņu pētnieki atklāja, ka cilvēka, augstāko primātu, grauzēju un ziloņu gēnos ir atrodami Bornas vīrusam atbilstoši endogēni N ("endogēns" - dabīgi izstrādājies, bet "N" nozīmē - nukleoproteīns) elementi. Endogenizācija noris, kad vīrusam izdodas inficēt dzimumšūnas - gametas -, kas tiek apaugļotas un nodod savu DNS nākošajai paaudzei. Veicot sarežģītus mutāciju biežuma aprēķinus var noskaidrot cik sen kāds vīruss ierakstījies saimnieka DNS. Izrādījās, ka cilvēka genomā Bornas vīruss iekļuvis vismaz četras reizes un senākā no tām attiecināma uz 40 miljonu gadu senu pagātni. Salīdzinoši nesen Bornas vīrusam bija izdevies ierakstīties parastās vāveres genomā - tas noticis pirms aptuveni 10 miljoniem gadu.

Izdarot dažādus laboratoriskus izmēģinājumus, zinātnieki noskaidroja, gan to, ka dzīvnieku un cilvēka genomā iekapsulētais senais Bornas protovīruss joprojām spēj vairoties, gan to, ka vīrusa mūsdienu versija spēj inficēt un ievietot savus gēnus dažādu veidu šūnās - ne tikai neironos.

Interesanti, ka dabīgais vīrusa vairošanās cikls in vivo neietver RNS ierakstīšanu DNS. Varētu būt, kā savā blogā raksta pazīstamais virusologs Vincents R. Rakanello (Vincent R. Racaniello), ka to paveic reversā transkriptāze, kas "sajauc" vairākas šūnā vienlaikus esošas RNS matricas. Vincents Rakanello arī norāda, ka virusologiem šāds atklājums, lai arī ļoti saistošs, tomēr nešķiet unikāls, jo jau 1979., 1997. un 2009. gada sākumā akadēmiskajos izdevumos tika publicēti raksti par retrovīrusu grupai nepiederošu RNS vīrusu atklājumu (augu - ?) DNS.

Pagaidām nav zināms vai un kā Bornas vīruss ietekmējis cilvēka attīstību. To, ka šāda ietekme varētu būt bijusi netieši liecina atklājumi retrovīrusu izpētē. Izrādās, atsevišķas mūsu priekšteču genomā iekļuvušās retrovīrusu daļas ne vien palīdz cilvēkam cīnīties pret citiem vīrusiem, bet ir veicinājušas tādu zīdītāju attīstībā svarīgu soli kā placentālās dzīvdzemdēšanas izveidošanos. Iestājoties grūtniecībai, retrovīrusi aktivizējas un ierosina imūnnomācošu reakciju, kas aizsargā embriju no mātes imūnsistēmas. Vienlaikus vīrusa membrānas proteīni, kas parasti nodrošina vīrusa un infekcijai pakļauto šūnu saplūšanu, līdzdarbojas placentas izveidošanā, tādējādi radot orgānu, kas līdzīgi filtram reizē vieno un atdala mātes un embrija asinsriti, novēršot nevēlamo mikroorganismu nonākšanu bērna ķermenī.

Komentējot Fešo izteiktos minējumus par Bornas vīrusa un šizofrēnijas saistību, dr. Tomonaga ir noraidošs. Viņaprāt Bornas vīrusa fragmenti, kas genomā ierakstās gadījuma secībā nevarētu izraisīt šādas saslimšanas.

Atklājumam ir liela nozīme cilvēka evolūcijas un virusoloģijas zināšanu bāzes papildināšanā. Esam uzzinājuši, ka cilvēks ir simbiotiskāka būtne nekā daudziem gribētos domāt un noskaidrojuši, ka RNS vīrusi ir daudz, daudz vecāki nekā iepriekš domāts. Ja līdz šim, vadoties pēc tā sauktā "molekulārā pulksteņa", RNS vīrusu vecumu lēsa uz 50 000 gadiem, tad tagad ir skaidrs, ka tie uz Zemes atrodas jau vismaz 40 miljonus gadu, bet patiesībā droši vien ir vēl vecāki.

Tomēr viens no nozīmīgākajiem secinājumiem par izdarīto atklājumu ir profesora Rakanello brīdinājums nopietni izsvērt tālāku RNS vīrusu izmantošanu par DNS vektoriem gēnu pārnesei cilvēkiem izdarītā gēnu terapijā. Ja RNS vīrusi spēj ierakstīties cilvēka genomā, raksta Rakanello, tie potenciāli var izraisīt dažādas mutācijas, tostarp aktivizēt mums zināmos un nezināmos onkogēnus (ar vēža veidošanos saistītie gēni).

Avots: http://ts-si.org

Brīvpieejas materiāls. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.