Biologen haben ein vollständiges altes Retrovirus in der menschlichen DNA gefunden

Genetik von der Tufts University und der University of Michigan Medical School fand bei der Untersuchung des Genoms von 2.500 Menschen neunzehn bisher unentdeckte DNA- Fragmente, die Retroviren beim Menschen hinterlassen hatten. In 50 der untersuchten Genome wurde das gesamte Retrovirus gefunden. Dies ist das zweite Virus im menschlichen Genom, das dort vollständig erhalten ist.

Eine Reihe von Viren können in das menschliche Genom eindringen und zu eigenen Genen werden. Dies bezieht sich in erster Linie auf die sogenannten Retroviren, die in ihrer Lebensweise so genannt werden. Das Genom dieser Viren ist zunächst RNA. Sobald sich das Virus in der Zelle befindet, baut es eine DNA-Kopie auf seiner RNA auf. Danach wird eine DNA-Kopie des Virus in das Genom der Zelle eingefügt.

Eine DNA-Kopie des in das menschliche Zellgenom eingefügten Virus wird als Provirus bezeichnet. Dann werden virale RNAs auf dem Provirus synthetisiert, auf deren Grundlage neue virale Partikel gebildet werden. Dies ist beispielsweise das Verhalten des bekannten Retrovirus, das als Human Immunodeficiency Virus (HIV) bezeichnet wird, wenn es Blutzellen infiziert.

Normalerweise bleibt dieses Problem das Problem einzelner infizierter Zellen. Dann sterben Viren und Proviren zusammen mit den Zellen, in denen sie gearbeitet haben. Dies ist jedoch leider nicht immer der Fall. Eine Keimzellinfektion ist äußerst selten - in diesen Fällen werden Proviren gebildet, aber der Körper überlebt und das eingeführte Provirus wird zu einem vererbten Element des menschlichen Genoms. In der Zelle tritt also ein Provirus auf, das das Genom viel stärker verändert, als dies mit „normaler“ evolutionärer Variabilität möglich ist.

Bei der Sequenzierung des Genoms von Menschen und anderen Säugetieren stellte sich heraus, dass sie eine sehr große Anzahl sich wiederholender Elemente enthalten, die infektiösen Viren ähneln. Wiederholte Elemente, die 2-3 Proteine ​​codieren können und auf beiden Seiten von weiteren speziellen Wiederholungen umgeben sind - sogenannte Long Terminal Repeats (DCTs) - wurden einer Familie namens Retrotransposons zugeordnet.

Beim Menschen machen sie einen ziemlich wesentlichen Teil aus - etwa 8% des Genoms. Solche Elemente werden oft als endogene Retroviren bezeichnet, im Gegensatz zu typischen Retroviren, die in der Natur außerhalb von Organismen existieren (sie werden als exogene Retroviren bezeichnet).

In Millionen von Jahren der Evolution haben sich auch die Teile von Viren, die sich in das Genom integriert haben, verändert, und im Moment bleiben meist defekte Teile oder sehr kurze Fragmente übrig. Während der Evolution in endogenen Retroviren akkumulierte Mutationen erlauben es ihnen nicht, neue infektiöse Viruspartikel zu bilden.

Schätzungen zufolge traten solche Proviren vor 10 bis 50 Millionen Jahren im menschlichen Genom als Folge einer Infektion der Keimzellen unserer Vorgänger auf und wurden seitdem wie alle anderen eigenen Genomelemente vererbt.

Umso überraschender ist, dass Wissenschaftler auf dem X-Chromosom das intakte Genom eines Virus namens Xq21 gefunden haben. Es ist noch nicht klar, ob es reproduziert werden kann, aber anscheinend kann seine Anwesenheit seinen Träger beeinflussen.

„Das gefundene Virus scheint in der Lage zu sein, eine eigene Kopie zu erstellen, die Organismen infiziert - und wenn ja, wäre es großartig! Dann könnten wir die vor vielen Jahren entwickelte Virusepidemie untersuchen “, sagt John Coffin, ein Virologe. "Die Studie liefert wichtige Informationen, die erforderlich sind, um die kollaborative Evolution von Menschen und Retroviren in relativ kurzer Zeit zu verstehen ."

Source: https://habr.com/ru/post/de392151/