Ancient Viruses Are Buried in Your DNAAntik Virüsler DNA'nıza Gömülü.Bilim adamları, fetüs ve plasenta tarafından yapılan Hemo adlı bir proteinin, 100 milyon yıl önce atalarımızın genomlarına giren viral DNA'dan üretildiğini öğrendiler. ...
Omikron, Bilim Kaynağı ile;
Hemo adı verilen bu proteini bu kadar sıra dışı yapan şey, anne tarafından yapılmamasıdır. Bunun yerine, fetüsünde ve plasentada, aslen memeli atalarımızı 100 milyon yıl önce enfekte eden bir virüsten gelen bir gen tarafından yapıldığı belirlenmiş.
Hemo böyle yabancı kökenli tek protein değildir: DNA'mız yaklaşık 100.000 adet viral DNA içerir. İnsan genomunun yaklaşık yüzde 8'ini oluştururlar. Ve bilim adamları sadece bu viral DNA'nın bize ne yaptığını anlamaya yeni yeni başlıyorlar.
Viral DNA'mızın çoğu özellikle bir gruptan gelir: retrovirüsler, HIV içeren bir grup.
Bir retrovirüs bir konakçı hücreyi işgal eder ve genlerini o hücrenin DNA'sına yerleştirir. Bu viral genler, daha fazla hücreye bulaşmak için kaçan yeni virüsler yapmak için onu kullanarak host’un host’unu seçer.
Bir retrovirüs bir yumurta veya spermi enfekte ederse, DNA'sı potansiyel olarak bir sonraki nesle ve bundan sonraki nesle aktarılabilir. Retrovirüsler kalıtsal kaçak yollara dönüştükten sonra, bilim adamları bunlara endojen retrovirüsler diye tanımladı.
İlk başta, endojen retrovirüsler, diğer hücreleri enfekte edebilecek daha fazla retrovirüs yapmak için koaksiyel hücreleri yapar. Ancak nesiller boyunca, viral DNA mutasyona uğrar ve endojen retrovirüsler sonunda yeni hücrelere bulaşma yeteneğini kaybeder.
Tek bir enfeksiyondan sonra, endojen bir retrovirüs, konakçının DNA'sında yüzlerce kopya oluşturabilir.
Tıpkı serbest yaşayan virüslere karşı savunmamız olduğu gibi, endojen retrovirüslere karşı da savunma geliştirdik. Hücrelerimiz DNA'larını örneğin viral genleri baskılayan moleküller ile kaplayabilir.
Ancak bazen bu viral genler yine de açılmayı başarır. Örneğin, birçok tümör hücresinde, bilim adamları endojen retrovirüslerin ürettiği proteinleri bulurlar. Bu keşif uzun süren bir tartışmayı tetikledi: Endojen retrovirüsler kansere neden olur mu?
Son çalışmalar yapabileceğini gösteriyor. Bir grup Fransız araştırmacı, birçok tümörde bulunan viral bir protein yapmak için sağlıklı insan hücreleri tasarladı ve hücrelerin bir petri kabında büyümesini izledi.
Protein, hücrelerin şüpheli kanser benzeri şekillerde davranmasına neden oldu. Kanser hücrelerinin yaptığı gibi şekil değiştirdiler.
Ancak bazı durumlarda Dr. Coffin, virüslerimizi evcilleştirdiğimizi söyledi. Bağlandığımız işlevleri yerine getirmek için endojen retrovirüslerden proteinler üretiyoruz. Bazı endojen retrovirüsler, örneğin diğer virüslere karşı koruma sağlar.
Ve bazı viral proteinler üreme için önemlidir. Plasentalar viral proteinler yaparlar ve bilim adamları, sinstinler olarak bilinen bazı türlerin, fetal gelişimde çok önemli bir adım olan plasental hücreleri birbirine kaynaştığını keşfettiler.
“Spekülasyonum, sinsinler olmadan memeli evriminin çok farklı görüneceği yönündedir,” dedi Dr. Coffin.
Plasenta Hemo üretir ve aynı zamanda erken embriyodaki hücreler de üretir. Fakat şimdiye kadar Dr. Heidmann ve meslektaşları bunun nedenini bulamadılar.
“Çok, çok eski, bu yüzden bir şeyler yapmak zorunda” dedi. Hemo proteinlerinin fetüsten anneye bir mesaj olduğunu, annenin bağışıklık sistemini nemlendirerek fetüse saldırmaması gerektiğini söyledi.
Ama başka olasılıklar da var.
Erken embriyo endojen retrovirüsler için bir aktivite yatağıdır, son çalışmalar göstermiştir. Embriyonik hücrelerin neden viral proteinler yaptığını anlamak için, bilim adamları viral genler susturulduğunda neler olduğunu görmek için deneyler yaptılar.
Bu deneyler, viral proteinlerin embriyonun çeşitli dokular geliştirmesine yardımcı olduğunu göstermektedir.
Başlangıçta, bir embriyodaki hücreler herhangi bir dokuya dönüşebilir. Bu kök hücreler bölündükçe, bir tür hücre veya başka bir hücre olmayı taahhüt ederek bu esnekliği kaybedebilirler. Bundan sonra hücreler tipik olarak viral genlerini kapattı.
Virüsler embriyolardan daha fazla kopyalarını çıkarmak için sömürmüş olabilirler. Virüslerini daha uzun süre kök hücre olarak tutarak virüsler embriyonun vücudunun daha fazla bölümünü istila edebildi.
"Ev sahibi büyüdüğünde, hücrelerinin çoğunda retrovirüste kopyaları olacaktır," dedi Dr. Magiorkinis.
Bu strateji daha fazla virüs oluşturmaktan daha fazlasını yapabilir. Kök hücreler embriyolarda yumurta ve sperm üretebilir. Virüsler gelecek nesillere girme ihtimalini artırıyor olabilir.
Başka bir deyişle, erken embriyolar virüslerin onları manipüle etmek için kullandıkları hilelere bağlı olmuş olabilir. “Virüsün yararı için gelişen bir mülkü sömürüyoruz,” dedi Dr. Katzourakis.
Yukarıdaki yazı; New York Times By Carl Zimmer Oct. 4, 2017 yazısından alıntıdır.
Devam edelim konu konuyu açıyor Çünkü;
--------------------------------------------------------
Paleoviroloji — Eski Virüslerin Modern Sonuçları
Geçen yüzyıl içinde, HIV-1, SARS-CoV ve influenza A'nın birkaç yeni yeniden sınıflandırması gibi patojenik özelliklere sahip bir dizi “ortaya çıkan virüs” insan nüfusuna büyük ölçüde girmiştir. Bununla birlikte, insanların yeni patojenik viral enfeksiyonları modern tarihe özgü değildir. “Paleoviroloji” eski soyu tükenmiş virüslerin (“paleovirüsler” olarak adlandırılır) ve bu ajanların ev sahiplerinin evrimi üzerindeki etkilerinin incelenmesidir. Şimdiye kadar, bu virüslerin çalışması çoğunlukla konakçı genomlarındaki kalıntılarından doğrudan tanımlanabilen endojen retrovirüslerle sınırlıdır. Bununla birlikte, diğer paleovirüslerin varlığını konakçı genler üzerindeki evrimsel baskılarından çıkarabiliriz.
Eski Viral Enfeksiyonların Ortaya Çıkması Belirtileri
İnsan genomu eski ve günümüzde soyu tükenmiş virüslerin yaşayan bir belgesidir. Gerçekten, retroviral kaynaklı DNA, insan genom dizisinin% 8'ini oluşturur. Retrovirüsler, konakçı hücre kromozomuna entegre hale gelen provirüs adı verilen bir DNA ara maddesi yoluyla replike olan RNA virüsleridir. Genellikle bu tür entegrasyonlar somatik hücrelerde meydana gelir, ancak provirüsün bir mikrop hücresinde entegrasyonu meydana geldiğinde, endojen bir retrovirüs genomun bir parçası olarak kalıtsal olabilir. Bu germ hattı eklemeleri bir popülasyonda sabit hale gelirse, provirüs türlerin genetik mirasının bir parçası haline gelir. Germ hattı kaç retroviral enfeksiyonun insan genomunda 100.000 of endojen retrovirüs kopyasına yol açtığını tam olarak hesaplamak zordur, çünkü kopyalar, transpozisyonlar ve diğer bulaşıcı olmayan olaylar da bu sayıya katkıda bulunur. modern insanların atalarını enfekte eden bir veya daha fazla ayrı paleovirüsten kaynaklanmış olmalıdır. Aynı familya üyeleri ile germ hattı reenfeksiyonları sık sık meydana geldiğinden , genomu etkileyen retroviral enfeksiyonlar, 100.000 ila 1 milyon yıl önce insanlarda en son atak olan primat evrimi sırasında tekrar tekrar gerçekleşmişti.
Endojen retrovirüslerle temsil edilen bu etkileyici fosil kaydı, muhtemelen insan atalarının retroviral enfeksiyonlarının sayısının azımsanmayacak kadar düşüktür. Birçok retrovirüs, germ hattı enfekte etmez. Örneğin, insan T hücresi lösemi virüsü tip I ve II'nin (HTLVI ve II) 20.000 yıl önce insan popülasyonlarına girdiği düşünülmektedir , ancak insan genomlarında henüz endojen bir kopya bulunamamıştır. Mikrop çizgisini enfekte eden retrovirüsler için, entegrasyon olaylarının çoğu sabitlenmemiştir çünkü popülasyondan negatif olarak seçilmiştir veya sürüklenme ile kaybedilmiştir. Aslında, endojen retrovirüslerin (genellikle genlerden uzakta bulunan) entegrasyon paterni, eksojen muadillerinin (genellikle genlerin yakınında veya genlerde bulunur) entegrasyon paterninden oldukça farklıdır. , seçimin primo genomlarından endojenizasyon olaylarının çoğunu temizlediğini düşündürmektedir. Endojen retrovirüslerin fosil kayıtlarındaki bu kusurlar, son zamanlarda iki bağımsız lemur cinsinde endojenize kopyaların bulunmasının olduğu lentivirüsler (HIV-1 gibi retrovirüsler) için gösterildiği gibi, viral soyların yaşının çok az tahmin edilmesine yol açabilir, primat lentivirüslerin yaşını yukarı doğru 4 milyon yıldan fazla revize etti.
Paleovirolojinin endojen retrovirüslerin çalışmasının ötesine geçmesi zorlayıcıdır, çünkü geçmiş varlıklarının hiçbir kopyasını bırakmayan eski virüsleri deşifre etmek çok daha zordur. Son zamanlarda, en az bir bornavirüs geninin birden fazla evrim döneminde birkaç memeli genomuna entegre olduğu bulgusu, diğer bazı eski viral enfeksiyon sınıflarını belirleme ve tarihleme olasılığını göstermektedir,ancak bu retrovirüs ailesinin dışında nadir bir olay olarak kalmaktadır. Bununla birlikte, virüslerin endojen kopyaları, paleovirüsler olarak adlandırdığımız eski ve soyu tükenmiş virüslerin bir alt kümesidir. Bazı ek paleovirüslerin varlığı, mevcut virüslerin son ortak atalarının yaşını tahmin ederek deşifre edilebilir. Virüs ve konağın birlikte tayini için kanıt bulunan virüsler için, konakçılarının diverjansıyla korelasyon yaparak evrimsel yaşlarının muhafazakar bir tahminine ulaşabiliriz. Önemli bir evrim dönemi boyunca ev sahibi ile birlikte ortaya çıkan primat virüslerinin en iyi örneği spumaretrovirüslerdir . Herpesvirüsler ve papillomavirüsler gibi diğer virüsler için, konakçı-virüs eşleşmesi için de bazı destekler vardır .
Aksine, ortopoksvirüsler gibi DNA virüsleri, konakçı geçişinin geniş bir kanıtını gösterir ve uygun bir beklenti tahminine sahip değildir. Bu gibi durumlarda, son sıradaki ataya kadar olan zamanı mevcut dizilerdeki mutasyon oranları tahminlerinden hesaplayabilmemize rağmen, bu muhtemelen viral soyların yok olmasından (ve böylece hesaplama) . Ayrıca, bu yaş tahminleri, verilen konakçı paleovirüslerden hangi konak soyların etkilenmiş olabileceğine dair herhangi bir bilgi sağlamaz. Bununla birlikte, konakçı genomlarından büyük DNA virüslerine gen ve retroelement alımlarının izlenmesi, ayrışma sürelerini tahmin etmek için ek bir yol sağlayabilir . Öte yandan, DNA virüslerinden daha fazla patojenik virüs örneği sağlayan eski RNA virüsleri için durum daha da can sıkıcıdır, çünkü yüksek mutasyon oranı esasen biyoinformatik sinyalleri ve birkaç milyon yılı aşkın bir süre boyunca ataları anlamlı bir şekilde tahmin etme yeteneğimizi yok eder . Gerçekten de, mutasyon oranlarına ve örneklenmiş soylara bağlı olarak, çoğu RNA virüsü için son ortak ataların çok genç olduğu yanlış anlaşılabilir.
Antiviral Genler İçinde Eski Enfeksiyonların Evrimsel Bir İşaretini Bulmak
Paleovirüslerin çoğunu tanımlamak için günümüz virüslerinin dizilerini kullanmadaki bu problemler göz önüne alındığında, patojenik paleovirüslerin varlığını çıkarmak için başka bir yaklaşım öneriyoruz. Bu yaklaşım, bu virüslerin primat genomlarındaki antiviral genlere verdiği pozitif seleksiyon adı verilen çarpıcı bir evrimsel imzayı temel alır. Bir viral enfeksiyon bir popülasyonda arttığında, bu antiviral savunma genlerinin önceden var olan varyantları, Darwinian seçimi ile harekete geçer ve bu da türlerde daha önce nadir bulunan varyantların daha hızlı sabitlenmesine yol açar. Viral bir enfeksiyonun önlenememesinin önemli maliyetlerine dönüşebileceğini vurgulamak önemlidir. Bu nedenle, antiviral genlerdeki yararlı varyantlar, viral enfeksiyon ölüme yol açmasa bile önemli seçici avantajları nedeniyle fiksasyona yayılacaktır. Virüsün karşıt dönüşümü (veya aynı mekanizmaları kullanarak konakçı savunmasından kaçan yeni virüslerin sokulması) sonunda antiviral genler üzerinde yeniden seçici basınca yol açar. Bu tekrarlayan seçim nöbetleri, ilgili türlerin DNA kodlama dizilerini karşılaştırarak ve gen dizilerinde amino asitleri (eşanlamlı olmayan mutasyonlar) değiştiren mutasyonlara göre aşırı mutasyonları arayan maksimum olasılık yöntemleri kullanarak tespit edilebilen evrimsel silahlanma yarışlarını temsil eder. amino asitleri değiştirmez (eşanlamlı mutasyonlar) . Konakçı antiviral genler ve yeni viral zorluklar arasındaki bu silah yarışlarının tekrarlanan bölümleri, eşanlamlı olmayan mutasyonların dramatik değişim oranlarına yol açacaktır. Bu nedenle, antiviral genlerin protein kodlayan dizilerindeki evrimsel değişikliklerin imzaları, paleovirüslerden dolayı eski konak türlerin seçimini çıkarmamıza izin verir.
Elbette, bir viral enfeksiyonun tam sonucunun, tek bir konakçı antiviral gen temelinde karar verildiğini ima etmek yanlış olur. Eğer bu doğru olsaydı, viral ve konak evriminin temposundaki farklılıklar, konakçıların viral bir enfeksiyondan uzağa adapte olma ihtimalini düşürür . Bunun yerine, konak-virüs etkileşimi daha karmaşıktır, burada tek konakçı genlerdeki alellerin virüslere karşı nispi direnci / duyarlılığı değişmektedir. Bir popülasyon düzeyinde belirli bir viral enfeksiyonun sonucu, konakçı tarafından taşınan antiviral genlerin özeti, antiviral genlerden kaçışla ilişkili viral uygunluk maliyeti ve ayrıca konakçı ve viral genetiğin ötesinde birçok faktör tarafından belirlenir. Bununla birlikte, evrimsel zaman çizelgeleri üzerinde, tek genlerin etkileri, faydalı aleller konakçıya zindelik avantajları sağladığı sürece ayırt edilebilir.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2817711/ ‘den alıntıdır.
Yorumlar
Yorum Gönder