Ősi vírus embrióvédő szerepben
Elképzelhető, hogy egy potyautas vírusnak köszönhetjük a túlélésünket, ami 200 ezer évvel ezelőtt épült be az örökítő anyagunkba, és már az embrió első sejtjeit is védi egyéb vírusok támadásától, továbbá segít a genetikai instrukciók célba juttatásában.
Egy, a Nature-ben megjelent tanulmány (Edward Grow és munkatársai: Intrinsic retroviral reactivation in human preimplantation embryos and pluripotent cells) további bizonyítékokat szolgáltat azzal az elképzeléssel kapcsolatban, hogy a DNS-ünkbe épült vírusok – humán endogén retrovírusok – komoly szerepet játszanak az emberi evolúció során. Mint a téma egyik legelismertebb kutatója, Luis Villarreal elmondja a Nature-tanulmányról beszámoló New Scientist-cikkben: „Az ember vírusok által szabályozott élőlény.”
A vírusok a sejteket megfertőzve bejuttatják azokba örökítő anyagukat, a retrovírusok pedig ennél is direktebb módszerrel operálnak: közvetlenül a DNS-be építik RNS-ük DNS-másolatát. A kezdetekben a beépülő vírusok betegségeket válthatnak ki és halált okozhatnak, azonban a továbbiakban megszelídülnek, és az ivarsejtekkel együtt továbbadódnak a következő generációknak, azaz endogenizálódnak, a genom állandó részévé válnak.
Mint a Nature-tanulmány beszámol róla, az ősi retrovirális fertőzések maradványaként az emberi genomban lévő endogén retrovirális anyag (ERV) a humán genom 8%-át teszi ki. Ezek közül a legújabbat tanulmányozták Edward Grow és munkatársai: a HERV-K elnevezésű vírus a főemlős-vonalat többször is megfertőzte, megjelent a genomban az emberek és a csimpánzok evolúciós vonalának szétválása előtt és után is. A legtöbb humán ERV-től eltérően a HERV-K több intakt proteinkódoló gént is megőrzött. A HERV-K működését a gazdaszervezet felnőttek esetében kikapcsolja, az csak patologikus körülmények között íródik át (pl. ivarsejt eredetű tumorok, melanoma, HIV-infekció), azonban kiderült, hogy a normális humán embriogenezis során alapvető fontosságú a működése: átíródott fehérjéi védik az embriót más vírusok általi fertőzésektől, továbbá részt vesznek az embrionális sejtek riboszomális működésének szabályozásában, az mRNS molekulák riboszómákhoz történő szállításában.
A tanulmány vezető szerzője, Joanna Wysockakifejti: a kb. 200 ezer évvel ezelőtt a humán genomba épült HERV-K átíródik a 3 napos humán embrió sejtjeiben, és a blasztocita mind a nyolc sejtje tele van virális proteinekkel, amelyek némelyike vírus-szerű részecskéket is kialakít. Az egyik féle virális protein megakadályozza, hogy másféle vírusok bejussanak az embrió sejtjeibe, míg mások a genetikai instrukciók célbajuttatásában játszanak szerepet.
A legújabb elképzelések szerint a HERV-K és az egyéb endogén retrovírusok szerepe abban is alapvető, hogy az evolúció során speciálisan csak az emberre jellemző sajátosságok alakultak ki, illetve részben a különböző fajok endogén retrovírusai hozzák létre magukat a különböző fajokat, azaz kulcstényezők lehetnek a fajok egymástól való elkülönülésében, a divergenciában: különböző génhálózatokat aktiválva a faj egyes tagjainak különleges előnyöket biztosíthatnak.
Bár mindenhol előfordulnak, a vírusokat napjainkban a biológia sötét anyagának is nevezik, mivel hatásukról és szerepükről még roppant keveset tudunk. Mint Luis Villarreal - aki 2001-ben kimutatta egy ERV alapvető szerepét a placenta kialakulásában - kifejti: „Ha a DNS-t úgy képzeljük el, mint egy dzsungelt, akkor a vírusok az abban lakó növények és állatok szerepét töltik be, amelyek különböző lehetőségekhez adaptálódnak. A legbefolyásosabbak azok a vírusok, amelyek permanensen beépültek az örökítő anyagunkba, mivel ezeknek olyan genetikai eszközeik vannak, amelyek révén újraformálják a génjeinket, befolyásolják, hogy azok mikor és hol válnak aktívvá, és mely egyéb génekkel lépnek kölcsönhatásba. Masszív dinamikus génkészletük átalakítja a gazdaszervezet fizikai jellegzetességeit.”
Real time endogenizáció
Az endogeinzáció folyamata napjainkban is működik. Más kutatások szerint egy 100 évvel ezelőtt feltűnt, valószínűleg egér eredetű vírus napjainkban épül be a koalák örökítő anyagába, és ma már az állatok 75 százalékában jelen van. Az endogén retrovírus pathogén körülmények között leukémia kialakításában vesz részt. A leukémiát túlélő koalák ivarsejtjeikkel a vírust is továbbadják, az utódgenerációkban pedig nem jelenik meg a betegség.
