散布在早已去世的亲人身上的基因中,有一些碎片。试图劫持他们的身体。
如今,在我们体内寻找这些早已消失的入侵者的迹象,可以告诉我们一两件关于疾病的事情。 一项新的研究揭示了理解埋藏物作用的努力的复杂性疾病的残留物,例如? 他们的产品也出现在健康组织中。
科学家估计,大约 8% 的人基因组是由人类内源性逆转录病毒 (HERV) 组成。 当存活且活跃时,逆转录病毒能够将其基因组模板插入宿主细胞的 DNA 中,从而添加到细胞遵循的遗传指令集中。
许多HERV已经灭绝,但它们的基因组片段呢? 同时不再构成传染性病毒? 至今仍能影响我们的生物学。 无论好坏。
如果病毒插入到卵子或精子的 DNA 中,它就可以在整个新身体中复制,有可能连续几代人传承数千万年。
这些残留物被称为原病毒,最近整合到人类基因组中的病毒属于 HERV 亚群,称为 HML-2。 这个亚群是我们的灵长类祖先在大约 3500 万年前获得的,其序列片段仍然在整个人类基因组中发现。
一些原病毒是在遥远的过去获得的在胎盘的形成中发挥作用哺乳动物怀孕期间。 其他的可能会阻断细胞受体对于今天的活跃病毒。
但并非 HERV 的所有作用都是有用的。 仍然完整足以表达蛋白质编码基因的原病毒可以通过以下方式在人体内重新激活:自身免疫性疾病或癌症。 HML-2原病毒的结构蛋白经常被发现在高密度乳腺癌、黑色素瘤和畸胎瘤。 根据这些发现,科学家提议使用 HML-2 表达作为患病组织的生物标志物。
但一项新研究发现,即使是健康的人体组织也含有 HML-2 表达。
塔夫茨大学的研究人员表示:“尽管病毒或宿主基因的 HML-2 修饰表达具有潜在的重要性,但迄今为止,未患病人体中的 HML-2 表达尚未得到很好的表征。”写。
“HML-2 表达的数据存在于各种疾病环境中,以及一些非患病组织中的表达证据,但尚未对宿主的所有组织进行检查。”
为了解决这个问题,塔夫茨大学的研究人员分析了来自 948 名人类捐赠者的 54 种非患病组织。 他们在分析的每种组织类型中都发现了 HML-2 转录本,尽管某些类型比其他类型包含更多的转录本。
位于大脑后部的小脑和睾丸中的前病毒蛋白水平特别高。 在这些组织中,19和17原病毒分别被表达。
甲状腺还含有大量的前病毒残留物,垂体也是如此,垂体是大脑中产生激素的豆形结构。
研究人员在健康组织中发现的许多原病毒随着时间的推移因突变或缺失而受到损害。 但有些仍然完好无损。
这一发现的功能后果尚不清楚,但这些发现仍然具有重要的临床意义。
如果 HML-2 转录物要用作疾病的生物标志物,那么还需要根据健康组织中的背景表达来测量它们。 否则,看起来所有组织都可能患病。
“我们发现,几乎所有正常人体组织的 RNA 中都表达大约三打内源性原病毒中的一种或另一种,它们是我们远祖广泛感染的逆转录病毒的残余物,”解释病毒学家约翰·科芬。
“我们希望这一发现能为进一步研究提供基础,以了解这些元素在人类生物学和疾病中的作用。”
HERV 的 HML-2 组由许多密切相关的原病毒组成,但这些病毒中的每一种都是独特的,并且可能在人类基因组中获得了不同的突变。
塔夫茨大学的研究人员热衷于探索每种方法的功能后果,但这需要艰苦的研究。
从目前的研究结果来看,年龄较大的原病毒似乎在人类基因组中表达得更多。 这表明较年轻的原病毒的表达可能受到抑制,可能是因为它们更具威胁性。
较旧的原病毒有更多的时间进行突变,甚至可能贡献了一些生物学优势,这些优势可能是随着时间的推移而被选择的。 但这只是一个想法。
目前,作者们说“HERV 在人类生物学中的作用在很大程度上仍然是一个谜。”
该研究发表于公共科学图书馆生物学。