محافظت مقابل عفونت با DNA ویروسی

DNA ویروس های باستانی در ژنوم ما را در مقابل عفونت ها محافظت می کند:

بر اساس تحقیقات جدید DNA ویروسی که پس از عفونت های باستانی در ژنوم انسان جاسازی شده اند به عنوان عامل ضد ویروسی عمل می کنند و از سلول های انسانی در برابر برخی ویروس های امروزی محافظت می کنند.

مقاله ی «تکامل و فعالیت ضدویروسی یک پروتئین انسانی با منشا رتروویروسی» در 28 اکتبر در مجله Science منتشر شده است. این مقاله در مورد اثر حفاظتی DNA ویروسی باستانی است.

به قطعات DNA ویروسی باستانی رتروویروس های درون زا گفته میشود. این قطعات در ژنوم موش ها، گربه ها و گوسفندان مانع از ورود ویروس های جدید به درون سلول میزبان میشود. بنابراین باعث ایجاد ایمنی در برابر ویروس های مدرن میگردند. در مطالعه جدید، نقش این رتروویروس های درون زا در سلول های انسانی مورد بررسی قرار گرفته است. این آزمایشات نشان دادند که اثر ضدویروسی رتروویروس های درون زا احتمالا برای انسال نیز صادق است.

این تحقیق به این دلیل اهمیت دارد که تحقیقات بیشتر می تواند مجموعه ای از پروتئین های ضد ویروسی طبیعی را کشف کند. که منجر به درمان هایی بدون عوارض جانبی خودایمنی می شود. این تحقیقات نشان می دهند که احتمالا یک سیستم دفاعی ژنومی وجود دارد که هنوز قابل سناسایی نیست.

سدریک فشوت، استاد بیولوژی مولکولی و ژنتیک در کالج کشاورزی و علوم زیستی بیان می کنند: « نتایج نشان می دهند که در ژنوم انسان، ما مخزنی از پروتئین هایی داریم که پتانسیل بلاک کردن طیف وسیعی از ویروس ها را دارند». جان فرانک دانشجوی سابق فارغ التحصیل در آزمایشگاه Feschotto و محقق کنونی فوق دکتری در دانشگاه ییل، در این مطالعه نویسنده اول است.

ویروس چطور در سلول تکثیر می شود؟

رتروویروس های درون زا حدود 8 درصد از ژنوم انسان را تشکیل می دهند. یعنی حداقل چهار برابر مقدار DNA تشکیل دهنده ژن های کدکننده پروتئین ها. رتروویروس ها RNA خود را به سلول میزبان وارد می کنند. این RNA به DNA تبدیل میشود و در ژنوم میزبان ادغام میگردد. سپس سلول دستورالعمل های ژنتیکی را دنبال می کند و ویروس بیشتری تولید می کند.

به این ترتیب، ویروس دستگاه رونویسی سلول را می رباید تا خودش را تکثیر کند. معمولا رتروویروس های درون زا وارد سلول های غیر جنسی میشوند. این سلول ها از یک نسل به نسل دیگر منتقل نمیشوند. اما گاهی اوقات ممکن است وارد سلول های زایا (تخمک و اسپرم) شوند. که امکان انتقال DNA رتروویروسی از والدین به فرزندان فراهم می شود و در نهایت به بخشی ثابت و دائمی در ژنوم میزبان تبدیل می شود.

برای اینکه رتروویروس ها وارد سلول شوند، یک پروتئین پوششی ویروسی به گیرنده ای در سطح سلول متصل می شود، دقیقا مانند یک کلید در یک قفل. در برخی ویروس ها مانند SARS-COV2 به این پروتئین پوششی اسپایک پروتئین میگویند.

نحوه انجام مطالعه چگونه بود؟

در این مطالعه، فرانک، فوشت و همکارانشان از ژنومیکس محاسباتی برای اسکن کردن ژنوم انسان استفاده کردند. و همه توالی های کدکننده پروتئین پوششی رتروویروسی بالقوه که ممکن است توانایی اتصال به گیرنده را حفظ کرده باشند، را فهرست کردند. سپس آزمایشات بیشتری را برای تشخیص اینکه کدام یک از این ژن ها فعال هستند، انجام دادند. یعنی بیان محصولات ژن پوششی رتروویروسی در انواع خاصی از سلول انسانی.

فشوت می گوید: شواهد واضحی از بیان این ژن ها پیدا کردیم و بسیاری از آنها در جنین اولیه و در سلول های زاینده بیان می شوند. و زیرمجموعه ای از این ژن ها پس از عفونت در سلول های ایمنی بیان می شوند.

محققین پس از بررسی بیان پروتئین های پوششی ضدویروسی در زمینه های مختلف، یک پروتئین را به عنوان نمونه انتخاب کردند. و تحقیقات بیشتری بر روی آن انجام دادند. این پروتئین انتخابی Suppressyn نام داشت. این پروتئین به گیرنده ای به نام ASCT2 متصل میشود. ASCT2 نقطه ورود گروه متنوعی از ویروس ها به نام رتروویروس های نوع D به سلول است. Suppressyn در جنین و مراحل اولیه رشد جنین انسان بیان بالایی دارد.

آنها سپس آزمایش هایی را روی سلول های مشابه جفت انسان انجام دادند. زیرا جفت یکی از اهداف رایج ویروس ها ست.

سلول ها در معرض یک رتروویروس نوع D به نام RD114 قرار گرفتند. این رتروویروس به طور طبیعی باعث آلودگی گربه های خانگی میشود. در این آزمایش، این رتروویروس وارد سلول های انسانی شد که Supressyn را بیان نمی کردند. در حالی که سلول های بنیادی جفتی و جنینی مبتلا نشدند. هنگامی که محققان به طور تجربی Supressyn از سلول های جفتی خارج کردند، این سلول ها مستعد عفونت RD114 شدند. و زمانی که Suppressyn مجدد وارد سلول ها شد، سلول ها دوباره نسبت به ویروس مقاوم شدند.

آزمایشات تکمیلی برای تایید محافظت مقابل عفونت با DNA ویروسی:

علاوه بر این، محققین آزمایشات را معکوس کردند. آنها از یک سلول کلیوی جنینی که به طور طبیعی به RD114 حساس هستند، استفاده کردند. زمانی که به طور تجربی Suppressyn وارد این سلول ها شدند، سلول ها نسبت به ویروس مقاوم شدند.

این مطالعه نشان می دهد که چگونه یک پروتئین انسانی با منشا رتروویروسی، گیرنده سلولی را مسدود می کند. که به ویروس و عفونت ناشی از طیف وسیعی از رتروویروس های موجود در بسیاری از گونه های غیرانسانی اجازه ورود به سلول را می دهد. فشوت می گوید: به این ترتیب رتروویروس های باستانی ادغام شده در ژنوم انسان مکانیسمی برای محافظت از جنین در حال رشد علیه عفونت ناشی از ویروس های مربوطه فراهم می کند.

او می گوید که در تحقیقات آتی فعالیت ضدویروسی سایر پروتئین های مشتق شده از پوشش ویروسی کدگذاری شده در ژنوم انسان را بررسی خواهد کرد.

مطالب مشابه:

ارتباط ویروس سرماخوردگی و کووید-۱۹

گاستروانتریت ویروسی (آنفولانزای معده)

سویه جدید کرونا ویروس

باقی ماندن ویروسHIV

ویروس کرونا

منبع: sciencedaily