ადამიანები გარეშე არ იარსებებდა ვირუსები რადგან ვირუსული ცილა მნიშვნელოვან როლს თამაშობს განვითარებაში ადამიანის ემბრიონი. თუმცა, ზოგჯერ ისინი წარმოადგენენ ეგზისტენციალურ საფრთხეებს დაავადებების სახით, როგორც ამჟამინდელი COVID-19 პანდემიის შემთხვევაში. ბედის ირონიით, ვირუსები შეადგენენ ჩვენი გენომის ~ 8%-ს, რომელიც შეძენილია ევოლუციის პროცესში, რაც გვაქცევს „ვირტუალურად ქიმერად“.
2020 წლის ყველაზე სამარცხვინო და საშინელი სიტყვა უდავოდ არის "ვირუსი'. Ნოველა კორონავირუსი პასუხისმგებელია მიმდინარე უპრეცედენტო COVID-19 დაავადებაზე და მსოფლიო ეკონომიკის თითქმის კოლაფსზე. ეს ყველაფერი გამოწვეულია პაწაწინა ნაწილაკით, რომელიც არც კი განიხილება, როგორც "სრულად" ცოცხალი, რადგან ის არაფუნქციურ მდგომარეობაშია მასპინძლის გარეთ და მხოლოდ მასპინძლის ინფიცირებისას ცოცხლობს შიგნით. უფრო გასაკვირი და შოკისმომგვრელია ის ფაქტი, რომ ადამიანის უხსოვარი დროიდან ატარებდნენ ვირუსულ „გენებს“ და ამჟამად ვირუსული გენები შეადგენს ~8%-ს. ადამიანის გენომი (1). მხოლოდ ამის გასაგებად, მხოლოდ ~ 1% ადამიანის გენომი არის ფუნქციურად აქტიური პასუხისმგებელი ცილების წარმოებაზე, რომლებიც განსაზღვრავენ ვინ ვართ ჩვენ.
შორის ურთიერთობის ისტორია ადამიანის მდე ვირუსები დაიწყო 20-100 მილიონი წლის წინ, როდესაც ჩვენი წინაპრები დაინფიცირდნენ ვირუსები. თითოეული ენდოგენური რეტროვირუსის ოჯახი მიღებულია ჩანასახოვანი უჯრედების ერთი ინფექციისგან ეგზოგენური რეტროვირუსით, რომელიც ჩვენს წინაპარში ინტეგრაციის შემდეგ გაფართოვდა და განვითარდა (2). გამრავლებას მოჰყვა ჰორიზონტალური გადაცემა მშობლებიდან შთამომავლობაზე და დღეს ჩვენ გვაქვს ეს ვირუსული გენომები ჩანერგილი ჩვენს დნმ-ში, როგორც ადამიანის ენდოგენური რეტროვირუსები (HERVs). ეს უწყვეტი პროცესია და შესაძლოა ამ მომენტშიც მოხდეს. ევოლუციის მსვლელობისას, ამ HERV-ებმა შეიძინეს მუტაციები, დასტაბილურდა ადამიანის გენომი და დაკარგეს დაავადების გამოწვევის უნარი. ენდოგენური რეტროვირუსები იმყოფებიან არა მხოლოდ ადამიანის მაგრამ ყველგან არიან ყველა ცოცხალ ორგანიზმში. ყველა ეს ენდოგენური რეტროვირუსი დაჯგუფებულია სამ კლასად (კლასი I, II და III), რომლებიც გვხვდება ცხოველთა სხვადასხვა სახეობებში, ამჟღავნებს ფილოგენეტურ კავშირს მათი თანმიმდევრობის მსგავსების საფუძველზე (3), როგორც ეს ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ სურათზე. HERV მიეკუთვნება I კლასის ჯგუფს.
სხვადასხვა ჩაშენებული რეტროვირუსებიდან, რომლებიც არსებობს ადამიანის გენომი, კლასიკური მაგალითი, რომელიც აქ უნდა აღვნიშნოთ, არის რეტროვირუსული პროტეინის გენომი, რომელიც არის უაღრესად ფუზოგენური კონვერტის პროტეინი, სახელად სინციტინი, (5), რომლის თავდაპირველი ფუნქციაა ვირუსი იყო შერწყმა მასპინძელ უჯრედებთან ინფექციის გამოწვევის მიზნით. ეს ცილა ახლა უკვე ადაპტირებულია ადამიანის პლაცენტის ფორმირება (უჯრედების შერწყმა მრავალბირთვიანი უჯრედების შესაქმნელად), რომელიც არა მხოლოდ კვებავს ნაყოფს დედისგან ორსულობის დროს, არამედ იცავს ნაყოფს დედის იმუნური სისტემისგან სინციტინის ცილის იმუნოსუპრესიული ბუნების გამო. ეს კონკრეტული HERV დადასტურდა, რომ სასარგებლოა ადამიანის რასა მისი არსებობის განსაზღვრით.
HERV-ები ასევე მონაწილეობდნენ მასპინძლის თანდაყოლილი იმუნიტეტის უზრუნველყოფაში, დაკავშირებული შემდგომი ინფექციის თავიდან ასაცილებლად. ვირუსები ან დაავადების სიმძიმის შემცირება მსგავსი ტიპის ხელახალი ინფექციისას ვირუსები. Katzourakis-ისა და Aswad-ის 2016 წლის მიმოხილვა (6) აღწერს, რომ ენდოგენური ვირუსები შეუძლია იმოქმედოს, როგორც მარეგულირებელი ელემენტები იმ გენებისთვის, რომლებიც აკონტროლებენ იმუნურ ფუნქციას, რაც იწვევს იმუნიტეტის განვითარებას. იმავე წელს, ჩუონგმა და სხვებმა (7) აჩვენეს, რომ ზოგიერთი HERV მოქმედებს როგორც მარეგულირებელი გამაძლიერებლები IFN (ინტერფერონის) ინდუქციური გენების ექსპრესიის მოდულირებით, რაც უზრუნველყოფს თანდაყოლილ იმუნიტეტს. HERV ექსპრესიის პროდუქტებს ასევე შეუძლიათ იმოქმედონ როგორც პათოგენთან ასოცირებული მოლეკულური შაბლონები (PAMPs), რომლებიც ააქტიურებენ უჯრედულ რეცეპტორებს, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან მასპინძლის დაცვის პირველ ხაზზე (8-10).
HERV-ების კიდევ ერთი საინტერესო ასპექტია ის, რომ ზოგიერთ მათგანს ახასიათებს ჩასმის პოლიმორფიზმები, ანუ გენომში სხვადასხვა რაოდენობის ასლებია ჩადგმული მოვლენების გამო. 20 სუბიექტის კვლევამ, რომლებიც მიეკუთვნებიან სხვადასხვა ეთნიკურ ჯგუფს, გამოავლინა ჩასმის პოლიმორფიზმის შაბლონები 0-87%-ს შორის ყველა სუბიექტში (11). ამან შეიძლება გამოიწვიოს დაავადების გამოწვევა გარკვეული გენების გააქტიურებით, რომლებიც სხვაგვარად ჩუმად არიან.
ასევე ნაჩვენებია, რომ ზოგიერთი HERV ასოცირდება აუტოიმუნური დარღვევების განვითარებასთან, როგორიცაა გაფანტული სკლეროზი (12). ნორმალურ ფიზიოლოგიურ პირობებში, HERV ექსპრესია მჭიდროდ რეგულირდება, ხოლო პათოლოგიურ პირობებში გარე/შიდა გარემოში ცვლილებების გამო, ჰორმონალური ცვლილებები და/ან მიკრობული ურთიერთქმედება შეიძლება გამოიწვიოს HERV ექსპრესიის დისრეგულაცია, რაც გამოიწვევს დაავადებას.
HERV-ის ზემოაღნიშნული მახასიათებლები ვარაუდობს, რომ არა მხოლოდ მათი არსებობა ადამიანის გენომი გარდაუვალია, მაგრამ მათ აქვთ იმუნური სისტემის ჰომეოსტაზის რეგულირების უნარი მისი გააქტიურებით ან დათრგუნვით, რითაც იწვევს დიფერენციალურ ეფექტებს (სასარგებლოდან დაავადების გამომწვევამდე) მასპინძლებში.
COVID-19 პანდემია ასევე გამოწვეულია რეტროვირუსით SARS-nCoV-2, რომელიც მიეკუთვნება გრიპის ოჯახს და შეიძლება დასაჯერებელი იყოს, რომ ევოლუციის დროს, ამ ოჯახთან დაკავშირებული გენომი. ვირუსები ინტეგრირებულ იქნა ადამიანის გენომი და ამჟამად წარმოდგენილია როგორც HERV. ვარაუდობენ, რომ ამ HERV-ებს შეიძლება გამოავლინონ სხვადასხვა პოლიმორფიზმი, როგორც ზემოთ აღინიშნა, სხვადასხვა ეთნიკური წარმომავლობის ადამიანებს შორის. ეს პოლიმორფიზმი შეიძლება იყოს ამ HERV-ების დიფერენციალური ასლის რაოდენობის სახით და/ან მუტაციების არსებობა ან არარსებობა (გენომის თანმიმდევრობის ცვლილებები) დაგროვილი გარკვეული პერიოდის განმავლობაში. ინტეგრირებულ HERV-ებში ეს ცვალებადობა შეიძლება ახსნას პანდემიის შედეგად განვითარებულ სხვადასხვა ქვეყანაში სიკვდილიანობის დიფერენციალური მაჩვენებლებისა და COVID-19 დაავადების სიმძიმის შესახებ.
***
წყაროები:
1. Griffiths DJ 2001. ენდოგენური რეტროვირუსები ში ადამიანის გენომის თანმიმდევრობა. გენომის ბიოლ. (2001); 2(6) მიმოხილვები 1017. DOI: https://doi.org/10.1186/gb-2001-2-6-reviews1017
2. Boeke, JD; Stoye, JP (1997). "რეტროტრანსპოზონები, ენდოგენური რეტროვირუსები და რეტროელემენტების ევოლუცია". კუბოში, ჯ.მ. ჰიუზი, შ; ვარმუსი, HE (რედ.). რეტროვირუსები. Cold Spring Harbor Laboratory Press. PMID 21433351.
3. ვარგიუ ლ და სხვ. კლასიფიკაცია და დახასიათება ადამიანის ენდოგენური რეტროვირუსები; გავრცელებულია მოზაიკის ფორმები. რეტროვირუსოლოგია (2016); 13: 7. DOI: 10.1186 / s12977-015-0232- ი
4. Classes_of_ERVs.jpg: Jern P, Sperber GO, Blomberg J (წარმოებული ნამუშევარი: Fgrammen (განხილვა)), 2010. ხელმისაწვდომია ონლაინ მისამართზე https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Classes_of_ERVs.svg ხელმისაწვდომია 07 წლის 2020 მაისს
5. ქერა, JL; ლავილეტი, დ; ჩეინეტი, ვ; ბუტონი, ო; ორიოლი, გ; სამლოცველო-ფერნანდესი, ს; მანდრანდესი, ს; Mallet, F; Cosset, FL (7 წლის 2000 აპრილი). „კონვერტის გლიკოპროტეინი ადამიანის ენდოგენური retrovirus HERV-W გამოხატულია ადამიანის პლაცენტაში და აერთიანებს უჯრედებს, რომლებიც გამოხატავენ D ტიპის ძუძუმწოვრების რეტროვირუსის რეცეპტორს. ჯ.ვიროლი. 74 (7): 3321–9. DOI: https://doi.org/10.1128/jvi.74.7.3321-3329.2000.
6. Katzourakis A, and Aswad A. ევოლუცია: ენდოგენური ვირუსები უზრუნველყოს მალსახმობები ანტივირუსულ იმუნიტეტში. მიმდინარე ბიოლოგია (2016). 26: R427-R429. http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.03.072
7. Chuong EB, Elde NC და Feschotte C. თანდაყოლილი იმუნიტეტის მარეგულირებელი ევოლუცია ენდოგენური რეტროვირუსების თანამშრომლობით. მეცნიერება (2016) ტ. 351, გამოცემა 6277, გვ 1083-1087 წ. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aad5497
8. Wolff F, Leisch M, Greil R, Risch A, Pleyer L. გენების (ხელახალი) გამოხატვის ორპირიანი ხმალი ჰიპომეთილაციური აგენტებით: ვირუსული მიმიკიდან ექსპლუატაციამდე, როგორც პრაიმინგის აგენტებად მიზანმიმართული იმუნური გამშვები პუნქტის მოდულაციისთვის. Cell Commun Signal (2017) 15:13. DOI: https://doi.org/10.1186/s12964-017-0168-z
9. Hurst TP, Magiorkinis G. თანდაყოლილი იმუნური პასუხის გააქტიურება ენდოგენურით რეტროვირუსები. J Gen Virol. (2015) 96:1207–1218. DOI: https://doi.org/10.1099/vir.0.000017
10. Chiappinelli KB, Strissel PL, Desrichard A, Chan TA, Baylin SB, კორესპონდენცია S. დნმ-ის მეთილაციის დათრგუნვა იწვევს კიბოს ინტერფერონის პასუხს dsRNA-ს ჩათვლით, ენდოგენური რეტროვირუსების ჩათვლით. Cell (2015) 162:974–986. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2015.07.011
11. Mehrab G, Sibel Y, Kaniye S, Sevgi M და Nermin G. ადამიანის ენდოგენური retrovirus-H ჩასმის სკრინინგი. მოლეკულური მედიცინის ანგარიშები (2013). DOI: https://doi.org/10.3892/mmr.2013.1295
12. Gröger V და Cynis H. ადამიანის ენდოგენური რეტროვირუსები და მათი სავარაუდო როლი აუტოიმუნური დარღვევების განვითარებაში, როგორიცაა გაფანტული სკლეროზი. წინა მიკრობიოლი. (2018); 9: 265. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00265
***
