1: Az emberi genomban található, ősi fertőzésekből származó vírusos DNS-ek olyan vírusellenes anyagként szolgálnak, amelyek megvédik az emberi sejteket bizonyos mai vírusoktól – derül ki egy új kutatásból.
A Science című folyóiratban október 28-án megjelent „Evolution and Antiviral Activity of a Human Protein of Retroviral Origin” című tanulmány elvi bizonyítékot szolgáltat erre a hatásra. Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy az egerek, csirkék, macskák és juhok genomjában található ősi vírus-DNS – az úgynevezett endogén retrovírusok – töredékei immunitást biztosítanak a szervezeten kívülről származó modern vírusokkal szemben, mivel megakadályozzák, hogy azok a gazdasejtekbe jussanak. Bár ezt a tanulmányt laboratóriumban tenyésztett emberi sejtekkel végezték, azt mutatja, hogy az endogén retrovírusok vírusellenes hatása valószínűleg az emberek esetében is fennáll.
2: A kutatás azért fontos, mert a további vizsgálatok felfedezhetik a természetes vírusellenes fehérjék olyan készletét, amelyek autoimmun mellékhatások nélküli kezelésekhez vezethetnek. A munka feltárja egy olyan genomvédelmi rendszer lehetőségét, amelyet eddig nem jellemeztek, de igen kiterjedt lehet.
„Az eredmények azt mutatják, hogy az emberi genomban olyan fehérjék tárháza található, amelyek képesek a vírusok széles körét blokkolni” – mondta Cedric Feschotte, a Mezőgazdasági és Élettudományi Főiskola molekuláris biológia és genetika professzora. John Frank, Ph.D. ’20, Feschotte laboratóriumának korábbi végzős hallgatója, jelenleg a Yale Egyetem posztdoktori kutatója, a tanulmány első szerzője.
3: Az endogén retrovírusok az emberi genom mintegy 8%-át teszik ki – legalább négyszer annyi DNS-t, mint amennyit a fehérjéket kódoló gének alkotnak. A retrovírusok RNS-üket juttatják be a gazdasejtbe, amely DNS-é alakul át, és beépül a gazdasejt genomjába. A sejt ezután követi a genetikai utasításokat, és újabb vírust állít elő.
Ily módon a vírus eltéríti a sejt transzkripciós gépezetét, hogy szaporodni tudjon. A retrovírusok általában olyan sejteket fertőznek meg, amelyek nem öröklődnek egyik nemzedékről a másikra, de egyesek csírasejteket, például petesejtet vagy spermiumot fertőznek meg, ami megnyitja az utat a retrovírus DNS-ének a szülőktől az utódok felé történő továbbadásához, és végül a gazdaszervezet genomjának állandó részévé válik. Ahhoz, hogy a retrovírusok bejussanak egy sejtbe, a vírus burkolófehérje a sejt felszínén lévő receptorhoz kötődik, hasonlóan ahhoz, ahogyan a kulcs a zárhoz. A burok bizonyos vírusok, például a SARS-CoV-2 esetében tüskefehérjének is nevezik.
4: A tanulmányban Frank, Feschotte és munkatársai a számítógépes genomika segítségével átfésülték az emberi genomot, és katalogizálták az összes olyan potenciális retrovírus-burokfehérjét kódoló szekvenciát, amely megőrizhette receptorkötő aktivitását. Ezután további teszteket végeztek annak kimutatására, hogy ezek közül a gének közül melyek voltak aktívak — azaz kifejezték a retrovírus burok géntermékeit bizonyos emberi sejttípusokban.
„Egyértelmű bizonyítékot találtunk az expresszióra” – mondta Feschotte – „és sok közülük a korai embrióban és az ivarsejtekben fejeződik ki, egy alcsoport pedig az immunsejtekben fejeződik ki fertőzéskor”.
Miután a kutatók azonosították a különböző kontextusokban kifejeződő antivirális burkolófehérjéket, az egyikre, a Suppressynre összpontosítottak, mivel ismert volt, hogy az ASCT2 nevű receptorhoz kötődik, amely a D típusú retrovírusoknak nevezett vírusok változatos csoportjának sejtes belépési pontja. A Suppressyn magas szintű expressziót mutatott a méhlepényben és a nagyon korai emberi embrionális fejlődésben.
Ezután kísérleteket végeztek emberi placentaszerű sejtekben, mivel a méhlepény a vírusok gyakori célpontja.
5: A sejteket egy RD114 nevű D típusú retrovírusnak tették ki, amelyről ismert, hogy természetes módon macskafélék, például a házimacska fertőzését okozza. Míg más, Suppressyn-t nem expresszáló emberi sejttípusok könnyen megfertőződhettek, a placenta és az embrionális őssejtek nem fertőződtek meg. Amikor a kutatók kísérleti úton megfosztották a placentasejteket a Suppressyn-től, azok fogékonyak lettek az RD114 fertőzésre; amikor a Suppressyn-t visszaadták a sejteknek, visszanyerték ellenálló képességüket.
A kutatók emellett fordított kísérleteket is végeztek, egy olyan embrionális vesesejtvonalat használva, amely normális esetben fogékony az RD114-re. A sejtek ellenállóvá váltak, amikor a kutatók kísérletképpen Suppressynt juttattak ezekbe a sejtekbe.
A tanulmány bemutatja, hogy egy retrovírus eredetű emberi fehérje hogyan blokkol egy olyan sejtreceptort, amely lehetővé teszi a vírus bejutását és fertőzését a számos nem emberi fajban keringő retrovírusok széles skálája számára. Feschotte szerint ily módon az emberi genomba integrált ősi retrovírusok olyan mechanizmust biztosítanak, amely megvédi a fejlődő embriót a rokon vírusok fertőzése ellen.
A jövőbeni munkák során más, a humán genomban kódolt, burokból származó fehérjék vírusellenes aktivitását fogják vizsgálni – mondta.
Cikk forrása és további részletek: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/10/221027154145.htm
Képek forrása: Flickr (Illusztráció)
