Ο αρχαίος ιός μπορεί να προστατεύσει τον ανθρώπινο πλακούντα | Επιστήμη

Πριν από περίπου 30 εκατομμύρια χρόνια, οι πρόγονοί μας των πρωτευόντων μολύνθηκαν με έναν ιό και ένα από τα γονίδιά τους παγιδεύτηκε στο γονιδίωμά τους. Με τον καιρό, αυτό το ιικό γονίδιο «εξημερώθηκε» και έγινε εδαφικό. Βοήθησε τα πρωτεύοντα να καταπολεμήσουν άλλους ιούς εμποδίζοντάς τους να εισέλθουν στα κύτταρα. Ο εισβολέας γνωστός ως Suppressyn (SUPYN) εξακολουθεί να υπάρχει σήμερα και συνεχίζει να μας βοηθά: Μια νέα μελέτη αποκαλύπτει ότι αυτή η ιογενής ανατροπή μπορεί να βοηθήσει τον πλακούντα να προστατεύσει τα έμβρυα από ιογενείς λοιμώξεις.

«Είναι μια καλή ιστορία που υποστηρίζεται από πολύ ισχυρά πειράματα», λέει η εξελικτική βιολόγος Giulia Pasquesi από το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο στο Boulder, η οποία δεν συμμετείχε στη μελέτη. Λέει ότι η εύρεση περισσότερων τέτοιων ιικών γονιδίων θα μπορούσε να μας βοηθήσει να χρησιμοποιήσουμε ή να αυξήσουμε τις φυσικές μας αντιικές ιδιότητες χωρίς να χρειάζεται να αναπτύξουμε νέα φάρμακα ή εμβόλια. «Έχουμε όλα αυτά τα στοιχεία στο γονιδίωμά μας που ήδη έχουμε».

Οι ιοί που εισάγουν το γενετικό τους υλικό στο γονιδίωμά μας είναι γνωστοί ως ρετροϊοί. Ο HIV είναι ίσως το πιο διάσημο παράδειγμα. Μόλις ενσωματωθεί στα γονίδιά μας, πειράζει τον κυτταρικό μηχανισμό του σώματός μας για να παράγει περισσότερους ιούς. Εάν μολύνουν σπερματοζωάρια ή ωοκύτταρα, τα οποία είναι προκάτοχοι των ωαρίων, τα γονίδιά τους γίνονται μέρος του DNA μας και μπορούν να περάσουν στους απογόνους μας.

Όταν ένα κομμάτι ιικού DNA είναι ενσωματωμένο στο γονιδίωμά μας, είναι γνωστό ως ενδογενής ρετροϊός (ERV). Περίπου το 8% του ανθρώπινου γονιδιώματος αποτελείται από αλληλουχίες ERV που έχουν παγιδευτεί στο DNA μας από τότε που μεταδόθηκαν σε έναν ανθρώπινο πρόγονο πριν από εκατομμύρια χρόνια. Αυτά τα γονίδια έχουν χάσει την αρχική τους ιογενή λειτουργία με την πάροδο του χρόνου, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι είναι άχρηστα.

Για να μάθουν ποια ERV μπορεί να εξακολουθούν να είναι ενεργά στο ανθρώπινο σώμα, ο μοριακός βιολόγος Cedric Feschotte και οι συνεργάτες του στο Πανεπιστήμιο Cornell σάρωσαν το ανθρώπινο γονιδίωμα για αλληλουχίες ERV που υποπτεύονται ότι μπορεί να κωδικοποιούν πρωτεΐνες. Βρήκαν 1507 από αυτές τις αλληλουχίες, περίπου οι μισές από τις οποίες φαίνεται να κάνουν κάτι στους ανθρώπινους ιστούς.

Προέκυψε σε ένα ανθρώπινο γονίδιο γνωστό ως ERV. καταστέλλω (SUPIN) κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη που παράγεται στον πλακούντα και στα πρώιμα ανθρώπινα έμβρυα. Το SUPYN συνδέεται με έναν υποδοχέα στις κυτταρικές επιφάνειες γνωστό ως ASCT2, τον οποίο μια άλλη πρωτεΐνη που προέρχεται από το ERV που ονομάζεται Syncytin χρησιμοποιεί για να δημιουργήσει συνδέσεις μεταξύ των κυττάρων. Στην προηγούμενη ζωή του ως ρετροϊός, το Syncytin μπορεί να συσχετιστεί με τις κυτταρικές μεμβράνες για να εισέλθει στα κύτταρα. Η σύγχρονη μορφή του επιτρέπει στον πλακούντα να σχηματιστεί με τη σύντηξη των κυττάρων μεταξύ τους κατά την ανάπτυξη του εμβρύου.

Η εξέλιξη του πλακούντα δεν θα ήταν δυνατή χωρίς αυτόν. «Θα μπορούσατε να υποστηρίξετε ότι δεν θα μπορούσατε να έχετε θηλαστικά χωρίς ρετροϊούς», λέει ο Welkin Johnson, ιολόγος στο Κολέγιο της Βοστώνης. «Είναι σχεδόν σαν να μην έχει εξελιχθεί η ζωή όπως έχει».

Αλλά το ASCT2 είναι επίσης μια αχίλλειος πτέρνα για θηλαστικά. Οι ιοί, που ονομάζονται ρετροϊοί τύπου D, τους χρησιμοποιούν για να εισχωρήσουν κρυφά στα κύτταρα και να παρακάμψουν την κυτταρική άμυνα για να προκαλέσουν διάφορες ασθένειες σε πολλά ζώα, συμπεριλαμβανομένων των πρωτευόντων πλην του ανθρώπου. (Ακόμα, κανένα από αυτά δεν είναι γνωστό ότι μολύνει ανθρώπους). Ο Feschotte λέει ότι αυτό θα μπορούσε να ήταν μια τεράστια πρόκληση για τα πρώιμα ζώα εάν δεν είχαν τρόπο να προστατευτούν από αυτούς τους ρετροϊούς. Η προστασία του πλακούντα θα είναι ιδιαίτερα σημαντική, καθώς οι ρετροϊοί που μολύνουν ένα έμβρυο αρκετά νωρίς στην ανάπτυξη μπορούν να εισέλθουν στο σπέρμα και στα ωάρια.

Όταν ο Feschotte και οι συνεργάτες του μόλυναν πειραματικά ανθρώπινα κύτταρα πλακούντα με ρετροϊούς, διαπίστωσαν ότι το SUPYN ανταγωνιζόταν τα παθογόνα μπλοκάροντας τους υποδοχείς ASCT2, καθιστώντας αδύνατη την είσοδο των ιών στα κύτταρα. Τα κύτταρα φαινόταν να ενεργοποιούν το SUPYN όταν εντόπισαν έναν ιό, υποδηλώνοντας ότι κωδικοποιεί μια αντιική πρωτεΐνη, ανέφεραν σήμερα οι ερευνητές. Επιστήμη.

Ο Johnson σημειώνει ότι δεν είναι σαφές εάν το SUPYN εμποδίζει πραγματικά ιούς στον άνθρωπο: Αν και οι ρετροϊοί τύπου D μπορούν να μολύνουν μακάκους και άλλα πρωτεύοντα θηλαστικά, κανένας δεν φαίνεται να μολύνει τον άνθρωπο. Οι συγγραφείς «έχουν τα μέσα και τη λογική. Το πρόβλημα είναι η ευκαιρία», λέει. «Όλα φταίνε ο συνειρμός».

Ωστόσο, ο Τζόνσον επαινεί την εφημερίδα. Σημειώνει ότι το SUPYN μπορεί να έχει εξελιχθεί για να αποκρούει έναν ιό που τώρα έχει εξαφανιστεί ή ίσως ήταν τόσο καλός στη δουλειά του που εμπόδισε τους εχθρικούς ιούς να αποκτήσουν έδαφος.

Ο Pasquesi προσθέτει ότι είναι τεχνικά εντυπωσιακό το γεγονός ότι οι συγγραφείς βρήκαν ποιον υποδοχέα χρησιμοποιούν αυτοί οι ρετροϊοί για να εισέλθουν στα κύτταρα. Αυτή τη στιγμή εργάζεται σε μια παρόμοια μελέτη που χαρτογραφεί εξημερωμένα ERV στο ανθρώπινο γονιδίωμα και έχει βρει περίπου 30 από αυτά που φαίνονται σημαντικά για το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα. «Είναι εκπληκτικό πώς το σώμα μας παράγει όλα αυτά τα μικρά αντιικά», λέει.

Η ομάδα του Feschotte σχεδιάζει τώρα να μελετήσει δεκάδες άλλους ενεργούς ρετροϊούς που έχουν εντοπίσει. Επισημαίνει ότι παρά την αναγνώριση του Suppressyn ως λειτουργικού ανθρώπινου γονιδίου, το 99% των άλλων ενεργών ERV που βρήκαν φαίνεται να είναι ανεπιθύμητο DNA, αλλά τα φαινόμενα μπορεί να εξαπατούν. «Υπάρχει αυτός ο θησαυρός πιθανών πρωτεϊνών», λέει. «Τουλάχιστον αυτοί οι θησαυροί έχουν τη δυνατότητα να έχουν ενδιαφέρουσες δραστηριότητες για την ιατρική ή τη φυσιολογία ή την ανάπτυξη».

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *