Geny bornaviru nalezeny v lidské DNA Stopy viru byly zavěšeny na savčí genom před více než 40 milióny lety

Bornavirus, typ RNA viru, který způsobuje onemocnění u koní a ovcí, může vložit svůj genetický materiál do lidské DNA. Poprvé tak učinil před 40 miliony lety, ukazuje studie. Výsledky publikované v časopise Nature 7.ledna, poskytují první důkaz, že RNA viry, jiné než retroviry (např. HIV), mohou trvale začlenit geny do hostitelské DNA. Nová práce může pomoci odhalit více o vývoji RNA virů, stejně jako jejich savčí hostitelé.

„Celá představa o nás jako druzích je trochu mylná," říká Robert Gifford, paleovirolog v Aaron Diamond AIDS Research Center sdruženém s Rockefeller University v New Yorku. Lidská DNA obsahuje genetické vklady od bakterií a jiných organismů. Lidé se mají ještě spolehnout na některé z těchto genů, co se týče základních funkcí jako je boj s infekcí.

V nové studii japonští vědci nalezli kopie N (pro nukleprotein) genu bornaviru vložené do nejméně čtyř různých míst v lidském genomu. Vyhledávání dalších savčích genomů také ukázalo, že gen má tyto stopy v nejrůznějších druzích milióny let.

„Je zřejmé, že poskytují fosilní záznam bornaviru, který byl dříve k dispozici pouze pro retroviry," říká spoluautor studie John Coffin, virolog na Tufts University School of Medicine v Bostonu. „To nám ukazuje, že vývoj viru se neubíral tím směrem, jak si mnoho lidí přestavovalo."

Vědci měli už dlouho přímý důkaz o původu dávných retrovirů: Molekulární fosílie těchto virů přetrvávají v genomech druhů, kteří byli infikovaní již dávno.

Všechny ostatní RNA „viry vypadají, jako by byly poměrně mladé, což nedává žádný smysl," říká Michael Emerman, virolog na Fred Hutchinson Cancer Research Center v Seattlu.

Odhady věku virů jsou počítány z mutačních poměrů. U RNA virů a jejich vysokých mutačních poměrů to vypadá, jako kdyby molekulární hodiny virů tikaly rychleji než u jiných virů. „Vysoká míra mutací nám neumožňuje vidět daleko do minulosti," říká Emerman.

Mnoho virologů se domnívá, že RNA viry jsou mnohem starší, než odhadují molekulární hodiny „ , ale je příznivé vidět přímé důkazy," říká.

V nové studii výzkumníci pod vedením Univerzity Keizo Tomonaga Osaka zjistili, že dva lidské geny jsou podobné N genu bornaviru. Tyto dva geny, nazvané EBLN-1 a EBLN-2, jsou molekulární fosílie dávných bornavirů.

Retroviry tvoří zhruba 8 procent lidského genomu. Když se tyto viry vloží do genomu, výsledek je obvykle špatný pro hostitele. Ale ne vždy. Některé retroviry bílkovin mohou pomoci zahnat infekci s jinými retroviry. A nejméně dvakrát v evoluci primátů vložení retroviru přidalo geny do genomu hostitele, který pomáhá při vytváření placenty. Nyní tyto bílkoviny jsou nezbytné pro vývoj placenty, říká Cédric Feschotte, evoluční genetik na University of Texas v Arlington. Není jasné, jakou roli, pokud vůbec, geny EBLN-1 a EBLN-2 hrají u lidí.

Ostatní savci, včetně šimpanzů, goril, orangutanů, makaků, myší lemur, slonů afrických, zemních veverek a Cape dama, nesou vložený N gen v jejich genomu, zjistil Tomonaga a jeho kolegové. Vložení genu v zemních veverkách bylo pravděpodobně relativně nedávnou událostí, vyskytující se ne před více než 10 miliony lety, oznámili výzkumníci.

Avšak vkládání bornaviru není pouze dávná historie. V laboratorních experimentech, Tomonagův tým zjistil, že se moderní bornaviry mohou začlenit do DNA lidí, opic, krys a psích buněk. A u myší s infekcí bornaviru bylo prokázáno, že mají nová vložení v mozkové buňce DNA.

Moderní bornaviry jsou známy tím, že infikují nervové buňky. Nová studie však ukazuje, že viry jsou schopné infikovat a vložit geny do mnoha jiných typů buněk. Aby se vložené sekvence viru mohli přenést na další generace, musí se staré infekce odehrát v tkáních, které dají vzkniknout vajíčkům a spermiím. Vědci nazývají tyto tkáně jako zárodečné linie.

"Skutečnost, že se tyto viry jsou schopny dostat do zárodečné linie, která vyžaduje mnoho nahodilých událostí, naznačuje, že asi vkládají na nějaké značnější frekvenci," říká Gifford.

Feschotte souhlasí. "Toto je pro mě objev," říká.

Spekuluje nad tím, že by bornavir mohl být dalším zdrojem lidských mutací, a to zejména v neuronech. Některé studie spojily infekci s virem s psychiatrickými poruchami jako je schizofrenie. Feschotte si myslí, že moderní bornaviry možná pronikají do lidské DNA v neuronech, čímž vytvářejí mutace v genech, které by mohly vést k schizofrenii.

Tomonaga říká, že nějaké spojení se schizofrenií není pravděpodobné." Protože bornaviry geny náhodně vkládají do genomu, "ale není vyloučeno, že mutace [způsobené] při spojení vedou ke specifickým mozkovým poruchám, jako je schizofrenie," říká.

Zdroj:
http://sciencenews.org/view/generic/id/52925/title/Bornavirus_genes_found_in_human_DNA_