يتم “تشغيل” العشرات من الفيروسات القديمة في الخلايا السليمة في جميع أنحاء أجسامنا
تنتشر آثار فيروسات قديمة في جميع أنحاء الجينوم البشري ، مدمجة في بنية الحمض النووي. كان العلماء يعرفون بالفعل أن بعض هذه الآثار الفيروسية يمكن أن “تنشط” في الخلايا السرطانية وربما تساهم في تطور المرض – ولكن الآن ، كشفت دراسة جديدة أن الفيروسات نشطة في عشرات الأنسجة السليمة أيضًا.
قال: “منذ خمسة عشر أو 20 عامًا ، كان يُعتقد إلى حد كبير أن جميع الفيروسات القهقرية الداخلية تقريبًا الموجودة في الجينوم – يوجد الآلاف منها – معظمها في الأنسجة الطبيعية يتم إسكاتها” ، ماثيو بندال (يفتح في علامة تبويب جديدة)، وهو أستاذ مساعد لبحوث البيولوجيا الحاسوبية في الطب في طب وايل كورنيل في نيويورك ، والذي لم يشارك في الدراسة. “لقد هبطوا نوعًا ما إلى هذه الفئة من الخردة الحمض النووي، “أجزاء من جينومنا ليس لها وظيفة”.
لقد تم تحدي هذا الافتراض في السنوات الست الماضية أو نحو ذلك ، حيث طور العلماء طرقًا أكثر حساسية لدراسة تنشيط الجينات ، كما قال بيندال لـ Live Science. لكن معظم الدراسات الحديثة ركزت فقط على تنشيط الفيروس القديم في الأورام السرطانية وفي كمية صغيرة من الأنسجة السليمة بالقرب من تلك الأورام. ونشرت الدراسة الجديدة يوم الثلاثاء (18 أكتوبر) في المجلة علم الأحياء بلوس (يفتح في علامة تبويب جديدة)، يوفر لقطة أوسع لمدى نشاط هذه البقايا الفيروسية في جميع أنحاء الجسم.
قال بيندال: “هذه الدراسة هي بالفعل واحدة من أولى النظرات لما يحدث في الأنسجة الطبيعية”. “نحن جميعًا نعبر ، في جميع أنسجتنا ، في جميع خلايانا ، عن بعض هذه البقايا الفيروسية ، وأعتقد أن هذه الدراسة مهمة حقًا في إظهار ذلك.”
متعلق ب: كيف يعرف الحمض النووي الوظيفة التي يجب القيام بها في كل خلية؟
قام البحث الجديد بسحب البيانات من مشروع Genotype Tissue and Expression (GTEx) ، وهو قاعدة بيانات تتضمن عينات من الأنسجة مأخوذة بعد الموت من ما يقرب من 950 فردًا. تشمل هذه العينات 54 نوعًا من الأنسجة غير المريضة الموجودة في جميع أنحاء الجسم ، بما في ذلك الدماغ والقلب والكلى والرئة والكبد.
لبناء قاعدة البيانات ، حلل الباحثون هذه الأنسجة لمعرفة أي من جيناتها تم تشغيله ، كما يتضح من وجود خيوط معينة من RNA داخل خلاياهم. RNA ، ابن عم جزيئي للحمض النووي ، ينسخ التعليمات من البقع في الجينوم ثم ينقلها إلى مصانع بناء البروتين في الخلايا ، حتى تتمكن المصانع من ضخ البروتينات الضرورية. تؤدي بعض جزيئات الحمض النووي الريبي أدوارًا أخرى في الخلية ، بما في ذلك المساعدة في بناء تلك البروتينات الجديدة أو تشغيل الجينات “وإيقافها”.
ضمن قاعدة بيانات GTEx الواسعة ، بحث مؤلفو الدراسة عن دليل على وجود “فيروسات قهقرية بشرية نشطة” (HERVs) ، أي أجزاء من الفيروسات القديمة المنسوجة في الجينوم. على وجه التحديد ، قاموا بفحص مجموعة من HERVs تسمى “HML-2” ، والتي تم تقديمها إلى سلالة الإنسان مؤخرًا نسبيًا – على الأقل من خلال المعايير التطورية. قال بندال إن بعض أصغر الأمثلة على فيروسات HML-2 لا يتجاوز عمرها مئات الآلاف من السنين ولا توجد إلا في الجينوم البشري ، مما يعني أنها لم تظهر في أي من أقاربنا الرئيسيين.
وجد المؤلفون دليلاً على وجود فيروسات HML-2 نشطة في جميع أنواع الأنسجة غير المريضة البالغ عددها 54 في قاعدة بيانات GTEx ، لكنهم وجدوا أعلى مستويات التنشيط في المخيخ الموجود خلف جذع الدماغ مباشرةً. الغدة النخامية ، وهي بنية بحجم حبة البازلاء في قاعدة الدماغ التي تفرز الهرمونات ؛ الغدة الدرقية في الرقبة ، مما يساعد على تنظيم التمثيل الغذائي. والخصية.
وكتب الباحثون في تقريرهم أن “المخيخ والخصية يدعمان أيضًا أوسع نطاق من التعبير الأولي عن أي نسيج ، مع التعبير عن 17 و 19 من الفيروسات الأولية ، على التوالي”. (تشير كلمة “بروفيروس” إلى بقايا مادة وراثية فيروسية مضمنة في الجينوم).
لا يزال ما تفعله هذه الفيروسات في الأنسجة السليمة لغزا ، ومن المحتمل أن تكون الإجابة مختلفة في كل نوع من أنواع الأنسجة.
قال بندال: “لماذا يختلف المخيخ عن القشرة؟ أعتقد أن هذا سؤال مفتوح نوعًا ما”. لكنه قال إنه ليس من المستغرب أن تظهر بعض الأنسجة درجة أكبر وتنوعًا في تنشيط HML-2 أكثر من غيرها.
وأشار بندال إلى أنه عندما يتم تشغيل HERVs ، فإن الشظايا الفيروسية لا تؤدي إلى ظهور فيروسات كاملة وعملية قادرة على إصابة الخلايا. وبدلاً من ذلك ، فإن تنشيطها عادةً ما يدفع الخلية إلى بناء جزيئات معينة من الحمض النووي الريبي (RNA) والتي قد تحفز الخلية بعد ذلك على بناء البروتينات. على سبيل المثال ، نوع واحد من HERV الموجود في الرئيسيات ، بما في ذلك البشر ، ينتج بروتينًا أساسيًا لبناء المشيمة ، وفقًا لتقرير صدر عام 2012 في المجلة. المشيمة (يفتح في علامة تبويب جديدة).
لا يزال العلماء يعملون على اكتشاف كيفية تأثير معظم هذه الفيروسات القديمة على علم الأحياء البشري. كتب مؤلفو الدراسة أن الحصول على بيانات شاملة حول ما تفعله الفيروسات في الأنسجة السليمة يوفر أساسًا للمقارنة بالخلايا المريضة.
وأضاف بيندال أن بعض العلماء اقترحوا أن HERVs يمكن أن تعمل كمؤشرات حيوية محتملة للسرطان ، مما يعني إشارة قابلة للقياس يمكن للأطباء استخدامها لفحص المرض. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تعمل بعض HERVs نظريًا كأهداف لعلاجات السرطان ، إذا وجد أنها فريدة لأنواع معينة من الأورام. ولكن لاستخدام HERVs بهذه الطريقة ، سيحتاج العلماء إلى معرفة كيف تتصرف HERVs في الخلايا السليمة مقابل الخلايا السرطانية.
قال بيندال إن أعمال المتابعة يجب أن تبحث في عائلات الفيروسات القهقرية الذاتية خارج HML-2. قال: “إنها عائلة مهمة ، لكنها أيضًا عائلة صغيرة” ، وهناك عشرات الأنواع الأخرى من الفيروسات القديمة الكامنة في جينوماتنا ، ولا تزال تنتظر التحقيق فيها.
