Naše DNA je prolezlá více starobylými viry, než jsme si mysleli  
Vědci ve více než 2500 genomech lidí z celého světa vystopovali 19 nových sekvencí lidských endogenních retrovirů. Jedna z nich si zaslouží obzvláštní pozornost, protože je kompletní a na první pohled funkční.

 

Kolik asi máme v genomech retrovirů? Kredit: DonJMyers / deviantart.
Kolik asi máme v genomech retrovirů? Kredit: DonJMyers / deviantart.

Jsme lidé a naše DNA je rozhodně lidská. Anebo není? Vlastně vážně není, alespoň ne všechna. Lidský genom je prošpikovaný všemožnými sekvencemi, které do nás vlezly během historie. A co je ještě lepší, stále objevujeme nové takové sekvence, takže jsme vlastně z určitého úhlu pohledu stále méně a méně lidští.

John Coffin (2010). Kredit: Tufts University.
John Coffin (2010). Kredit: Tufts University.


Potvrdil to i nedávný objev týmu, kterému šéfoval virolog John Coffin z Tuftsovy univerzity v Massachusetts. Podle publikace v časopisu PNAS Coffin a spol. objevili v lidských genomech celkem 19 doposud neznámých sekvencí virového původu. V našich předcích je před statisíci či miliony let zanechaly dávné viry. Od té doby číhají mezi našimi geny. Jedna z nově objevených sekvencí DNA, kterou badatelé objevili u 50 z celkem více než 2500 zkoumaných lidských genomů, dokonce obsahuje kompletní neporušený provirus, čili sekvenci viru začleněnou do genomu hostitelské buňky. Zatím nevíme, jestli se tenhle provirus může v lidském genomu množit. Výzkum jiných podobných sekvencí dávných virů ale ukazuje, že je to možné a že takové sekvence mohou ovlivňovat své nositele.

Kromě objevu zbrusu nových virových sekvencí Coffin a spol. také potvrdili existenci 17 dalších sekvencí virového původu, které v nedávné době objevily jiné vědecké týmy. Coffinův tým zkoumal sekvence lidí z celého světa . Zaměřili se hlavně na Afriku, odkud se vydali do světa předkové moderních lidí. Pomocí sofistikovaných vyhledávacích technik postupně vylovili dávné virové sekvence, obývající lidské genomy.

Podařená rodinka endogenních retrovirů. Kredit: Jern P, Sperber GO, Blomberg J / Wikimedia Commons.
Podařená rodinka endogenních retrovirů. Kredit: Jern P, Sperber GO, Blomberg J / Wikimedia Commons.


Sekvence, které v lidských genomech objevil Coffin se svými spolupracovníky, jsou lidské endogenní retroviry, tedy HERVy (Human Endogenous RetroViruses). Jsou to vlastně DNA kopie z RNA retrovirů, které jsou vybavené šikovným enzymem reverzní transkriptázou. Právě tenhle enzym zajišťuje přepis virové RNA do DNA. Endogenní retroviry jsou v genomech obratlovců velmi běžné. V tom našem, lidském genomu představují HERVy 5 až 8 procent veškerých sekvencí. Což, jak jistě uznáte, není zrovna málo. Skoro jednu desetinu genetického materiálu každého člověka tvoří sekvence potměšilých retrovirů.

Příběh genu z placenty šelem syncytin-Car1, který pochází z dávného endogenního retroviru. Kredit: Cornelis et al. (2011), PNAS.
Příběh genu z placenty šelem syncytin-Car1, který pochází z dávného endogenního retroviru. Kredit: Cornelis et al. (2011), PNAS.


Většina sekvencí endogenních retrovirů je pro hostitelské buňky přítěží. Většinou jsou jenom otravné, protože je buňky musejí replikovat, i když jsou k ničemu. Některé sekvence endogenních retrovirů si hostitelské buňky přisvojily a využily je pro prospěch organismu. Evoluce už je taková, hraje si jako kutil, který nemá nikdo dost – se vším, co je po ruce. Tak se například stalo, že některé proteiny, které se podílejí na vzniku placenty během těhotenství, ve skutečnosti pocházejí od endogenních retrovirů. A někdy mohou být endogenní retroviry pořádně nebezpečné – to když jsou v hostitelském genomu aktivní. Zjistili jsme to u například u některých ptáků, myší, koček nebo koal. Někteří vědci proto vážně podezřívají HERVy, že se podílejí na vzniku některých lidských nádorů nebo autoimunitních onemocnění.

HERVy objevené Coffinovým týmem náležejí do rodiny HERV-K. Tyhle HERVy představují asi tak 1 procento ze všech lidských endogenních retrovirů. Jsou ale hodně intenzivně zkoumané, protože je podezíráme, že mohou být aktivní. Nově objevený kompletní provirus se našel na chromozomu X a dostal označení Xq21. Je to teprve druhý neporušený provirus, který jsme v lidských genomech vystopovali.

Coffin a jeho kolegové neskrývají nadšení. Zvláště kompletní provirus vypadá, že by doopravdy mohl vytvářet infekční kopie, což z něj dělá skvělý objekt pro další výzkum. Postupem času jsme zjistili, že podobné sekvence není vůbec snadné najít, protože se často vyskytují jen u malého počtu lidí. K objevení takových sekvencí je nutné prohledávat velké množství genomů, a být vytrvalý. Hon na virální vetřelce v lidských genomech pokračuje.


Literatura
University of Michigan Health System 22. 3. 2016, PNAS online 16. 3. 2016, Wikipedia (Endogenous retrovirus).

 

Autor: Stanislav Mihulka
Datum: 24.03.2016
Tisk článku

Strojírenská technologie 2, 1. díl - Hluchý Miroslav
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 250 Kč
cena: 222 Kč
Strojírenská technologie 2, 1. díl
Hluchý Miroslav
Související články:

Úspěšná genová terapie mozku     Autor: Josef Pazdera (09.11.2009)
Rostlinný retrovirus pomocníkem proti HIV     Autor: Stanislav Mihulka (05.08.2007)
Nový lidský virus pochází z netopýrů     Autor: Stanislav Mihulka (05.07.2007)
Co jsme chytli od myší?     Autor: Jaroslav Petr (01.04.2006)
Genom primátů promořen retroviry     Autor: Stanislav Mihulka (16.05.2005)



Diskuze:

?

Jakub Klos,2016-03-29 15:57:06

Jak je možné, že se ty svině dostanou do DNA další generace po infikování rodiče? Tohle mi je záhadou a nejsem schopen to vygooglit.

Odpovědět


Re: ?

Jan Pokorný1,2016-03-30 10:28:29

Buněčný mechanismus: DNA je v sejfu v jádře. Pokud je potřeba cokoliv udělat, prve se vytvoří RNA kopie části DNA, která vyleze z jádra a je zpracovaná buněčnou mašinérií na bílkoviny.

Klasický virus: Vpustí do buňky vlastní pirátskou RNA, která je přímo používaná k tvorbě bílkovin.
Z pirátských bílkovin se poslepují sestaví nové virové částice, které při určitém počtu buňku zabijí a uvolní se ven.

Retrovirus: Vpustí do buňky vlastní pirátskou RNA, která proleze do jádra a pomocí enzymu reverzní transkriptázy udělá opak toho, co se děje normálně - vytvoří vlastní DNA na základě RNA a začlení ji do buněčné DNA. Napadená buňka nyní obsahuje krom vlastní i virovou DNA. Za určitých podmínek se spustí přepis virové DNA zpátky na RNA a následuje to samé co u klasického viru.

"Za určitých podmínek" je velmi důležitá informace, protože ke spuštění ale nemusí dojít ihned a buňka se mezitím může rozdělit a vytvořit tak nakaženou kopii.

Postup nakažení potomka: Při splynutí pohlavních buněk je použito buď nakažené vajíčko, nebo nakažená spermie. Výsledkem je nakažená zygota, která se replikuje do zblbnutí, až vznikne celý kompletně nakažený člověk.

Pokud je spuštění viru snadné, dojde k němu v raném vývojovém stádiu, buňky začnou umírat a s velkou pravděpodobností zničí plod. Na druhou stranu čím menší šance na spuštění, tím větší šance na přežití hostitele.

A výsledek: Virová DNA v lidské.

Odpovědět


Re: Re: ?

Jakub Klos,2016-03-30 12:50:11

Díky za obsáhlou odpověd'.
Stačilo toto: Postup nakažení potomka: Při splynutí pohlavních buněk je použito buď nakažené vajíčko, nebo nakažená spermie. Výsledkem je nakažená zygota, která se replikuje do zblbnutí, až vznikne celý kompletně nakažený člověk.

Je to logické, ale jeví se mi to jako málo pravděpodobné. Ne však nemožné. Už byl nějaký takový případ infekce pohlavních buněk dokumentován s opravdovými viry a nikoli jen jejich otisky v DNA? Pokud ano, možná by to vysvětlovalo spoustu dalších věcí v genetice.

Odpovědět

HIV

Z Z,2016-03-29 12:48:09

Za niekoľko storočí bude možno takým všeobecným retrovírom aj HIV.

Odpovědět

jak řekl

Mojmir Kosco,2016-03-27 09:33:03

transgenní inženýr je to junk vyhodit

Odpovědět

Retroviry

Vlastislav Výprachtický,2016-03-24 20:35:56

Retroviry obsažené v sekvencích jsou záznamem prošlých onemocnění příslušné generace. Retroviry napadající imunitní systém mohou být i po léčbě latentní, jejich izolace může být pojata některým z endogenních retrovirů za účasti transkriptázy, případně dalších enzymů. Bude to vyžadovat další náročný výzkum.

Odpovědět

Naše DNA je prolezlá více starobylými viry....

,2016-03-24 09:33:25

A myslím že je to jasné, lidstvo není nic než jen pradávný virus a podle toho se i chová.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni