הסיבה שנמצאה היא מדוע 10% מהגנום האנושי מורכב מגנים של רטרו-וירוסים

וירולוגים זיהו מנגנון שאפשר לרטרו-וירוסים להתרבות ביעילות במשך מיליוני שנים כחלק מה-DNA של יונקים.

המשימה העיקרית של וירוסים נחשבת להעברת הגנים שלהם לדורות הבאים. במאמץ להתרבות בכל מחיר - כל הווירוסים אינם שונים מאורגניזמים חיים אחרים, כולל בני אדם.

ההבדל טמון בפשטות יוצאת הדופן של מבנה הנגיף, אשר מצטמצם למולקולה אחת - נשא הגנום, RNA ויראלי, DNA או בגרסאות מסוימות שילובם. הבדל נוסף של הנגיף הוא במצב הכפול של הנגיף - המצב החוץ-תאי "המת" של חלקיקים נגיפיים, או ויריונים, אשר כמעט ואינם מראים פעילות עצמאית, והמצב "החי", כאשר הנגיף חודר לתא המארח ומתחיל להתרבות, תוך שילוב במנגנון התאי של שעתוק DNA.

אבל, התברר לאחרונה יחסית, עם גילוי רטרו-וירוסים אנדוגניים, שייתכן שלווירוסים מסוימים אין שלב ויריון.

וירוסים אלה מעבירים את הגנים שלהם לדורות הבאים מבלי לחרוג מעבר לתאים (ומכאן שמם - אנדוגני, במילים אחרות תוך-גני), והתוכנית הגנטית שלהם, המובנית ב-DNA התאי, נחשבת לחלק בלתי נפרד מגנום המארח.

כעת נקבע כי כ-8-10% מהגנום האנושי מורכב מרצפי נוקלאוטידים של רטרו-וירוסים שהדביקו את אבותינו האבולוציוניים לפני עשרות מיליוני שנים.

במילים אחרות, עשירית מה-DNA האנושי מורכב מגנים רטרו-ויראליים בני כמה מיליוני שנים ("רטרו" פירושו שנגיפים אלה משתמשים במנגנון שעתוק הפוך כדי לשכפל את הגנום שלהם: ראשית, האנזים הוויראלי רוורס טרנסקריפטאז מתחיל לסנתז גדיל אחד של DNA על RNA ויראלי, לאחר מכן מסנתז גדיל שני על גדיל זה, ולאחר מכן DNA ויראלי זה, לאחר שחדר לקרום הגרעין של התא, משולב בתא המארח ומתפקד כמטריצה לסינתזה של RNA ויראלי על ידי התא המארח).

חוקרים ממכון אוקספורד, יחד עם מרכז אראנו דיימונד לחקר איידס (ניו יורק, ארה"ב) ומכון רגה (בלגיה), החליטו לגלות את המנגנון שבאמצעותו רטרו-וירוסים עתיקים הצליחו לרשום את עצמם בגנים שלנו בכמויות גדולות.

לשם כך, הם חקרו את הגנומים של 38 יונקים. מגנומים אלה, הם בודדו אזורים המכילים רצפי נוקלאוטידים רטרו-ויראליים ולאחר מכן השוו אותם in silico (בסיליקון, במילים אחרות, באמצעות שיטות מתמטיות ממוחשבות מיוחדות) עבור קווי דמיון, הבדלים והתפקיד שהם תופסים באזור ה-DNA הנגיפי.

כפי שהראה הניתוח, קטגוריה מסוימת של רטרו-וירוסים אנדוגניים איבדה את הגן env, האחראי על החלבון המסייע לווירוס לחדור לתא, בשלב כלשהו באבולוציה שלהם.

אובדן היכולת להדביק תאים אחרים לא התבטא באובדן היכולת להתרבות עצמית, רק שכעת כל אורך החיים של הנגיף החל לעבור בתוך התא המארח במקביל לחייו שלו בעזרת מקטעי DNA ניידים של הנגיף - רטרוטרנספוזונים.

למרות שהדבר המעניין ביותר הוא שעם אובדן התפקוד הזיהומי על ידי רטרו-וירוסים מסוימים, וירוסים אלה הגדילו במהירות את ייצוגם בגנום, וכתוצאה מכך דומיננטיות החומר הגנטי של וירוסים ב-DNA של יונקים.

על ידי השוואת גנומים שונים, החוקרים סיכמו את הרבגוניות של תופעה זו: אובדן הזיהום הביא לעלייה פי 30 בכמות החומר הוויראלי.

האם רטרו-וירוסים אנדוגניים מסוכנים לבריאות?

וירוסים מתמודדים בצורה מושלמת עם משימת הפצת הגנים שלהם, לאחר שנרשמו בדנ"א האנושי כנוסעים מבלי לגרום נזק לתחבורה. עבור בעליהם, הם ברוב המקרים אינם פתוגניים, אינם מדבקים, אינם יוצרים חלקיקי ויריון, במילים אחרות, אינם מדביקים אף אחד, ונמצאים תחת שליטה רגולטורית של שעתוק דנ"א תאי.

מזווית אחרת, ישנן עדויות לכך שחלק מהרטרו-וירוסים האנדוגניים (כמו חלק מהאקסוגניים הגורמים, למשל, לסרקומה של ראוס, לימפומות ומיאלופתיות) הם בעלי פוטנציאל אונקוגני ויש להם סיכוי רב לעורר את התפתחות הסרטן, אם כי עדיין לא ברור מה מפעיל את התהליכים שמאלצים את הגוף לשאת בסיכונים כאלה. מחקר הווירוסים "המאובנים" בגנום שלנו רק מתחיל, כך שהתגליות המלמדות אותנו להסתכל על גופנו מזווית שונה לחלוטין עדיין לפנינו.