Kolik asi máme v genomech retrovirů? Kredit: DonJMyers / deviantart.

Jsme lidé a naše DNA je rozhodně lidská. Anebo není? Vlastně vážně není, alespoň ne všechna. Lidský genom je prošpikovaný všemožnými sekvencemi, které do nás vlezly během historie. A co je ještě lepší, stále objevujeme nové takové sekvence, takže jsme vlastně z určitého úhlu pohledu stále méně a méně lidští.

John Coffin (2010). Kredit: Tufts University.

Potvrdil to i nedávný objev týmu, kterému šéfoval virolog John Coffin z Tuftsovy univerzity v Massachusetts. Podle publikace v časopisu PNAS Coffin a spol. objevili v lidských genomech celkem 19 doposud neznámých sekvencí virového původu. V našich předcích je před statisíci či miliony let zanechaly dávné viry. Od té doby číhají mezi našimi geny. Jedna z nově objevených sekvencí DNA, kterou badatelé objevili u 50 z celkem více než 2500 zkoumaných lidských genomů, dokonce obsahuje kompletní neporušený provirus, čili sekvenci viru začleněnou do genomu hostitelské buňky. Zatím nevíme, jestli se tenhle provirus může v lidském genomu množit. Výzkum jiných podobných sekvencí dávných virů ale ukazuje, že je to možné a že takové sekvence mohou ovlivňovat své nositele.

Kromě objevu zbrusu nových virových sekvencí Coffin a spol. také potvrdili existenci 17 dalších sekvencí virového původu, které v nedávné době objevily jiné vědecké týmy. Coffinův tým zkoumal sekvence lidí z celého světa . Zaměřili se hlavně na Afriku, odkud se vydali do světa předkové moderních lidí. Pomocí sofistikovaných vyhledávacích technik postupně vylovili dávné virové sekvence, obývající lidské genomy.

Podařená rodinka endogenních retrovirů. Kredit: Jern P, Sperber GO, Blomberg J / Wikimedia Commons.

Sekvence, které v lidských genomech objevil Coffin se svými spolupracovníky, jsou lidské endogenní retroviry, tedy HERVy (Human Endogenous RetroViruses). Jsou to vlastně DNA kopie z RNA retrovirů, které jsou vybavené šikovným enzymem reverzní transkriptázou. Právě tenhle enzym zajišťuje přepis virové RNA do DNA. Endogenní retroviry jsou v genomech obratlovců velmi běžné. V tom našem, lidském genomu představují HERVy 5 až 8 procent veškerých sekvencí. Což, jak jistě uznáte, není zrovna málo. Skoro jednu desetinu genetického materiálu každého člověka tvoří sekvence potměšilých retrovirů.

Příběh genu z placenty šelem syncytin-Car1, který pochází z dávného endogenního retroviru. Kredit: Cornelis et al. (2011), PNAS.

Většina sekvencí endogenních retrovirů je pro hostitelské buňky přítěží. Většinou jsou jenom otravné, protože je buňky musejí replikovat, i když jsou k ničemu. Některé sekvence endogenních retrovirů si hostitelské buňky přisvojily a využily je pro prospěch organismu. Evoluce už je taková, hraje si jako kutil, který nemá nikdo dost – se vším, co je po ruce. Tak se například stalo, že některé proteiny, které se podílejí na vzniku placenty během těhotenství, ve skutečnosti pocházejí od endogenních retrovirů. A někdy mohou být endogenní retroviry pořádně nebezpečné – to když jsou v hostitelském genomu aktivní. Zjistili jsme to u například u některých ptáků, myší, koček nebo koal. Někteří vědci proto vážně podezřívají HERVy, že se podílejí na vzniku některých lidských nádorů nebo autoimunitních onemocnění.

HERVy objevené Coffinovým týmem náležejí do rodiny HERV-K. Tyhle HERVy představují asi tak 1 procento ze všech lidských endogenních retrovirů. Jsou ale hodně intenzivně zkoumané, protože je podezíráme, že mohou být aktivní. Nově objevený kompletní provirus se našel na chromozomu X a dostal označení Xq21. Je to teprve druhý neporušený provirus, který jsme v lidských genomech vystopovali.

Coffin a jeho kolegové neskrývají nadšení. Zvláště kompletní provirus vypadá, že by doopravdy mohl vytvářet infekční kopie, což z něj dělá skvělý objekt pro další výzkum. Postupem času jsme zjistili, že podobné sekvence není vůbec snadné najít, protože se často vyskytují jen u malého počtu lidí. K objevení takových sekvencí je nutné prohledávat velké množství genomů, a být vytrvalý. Hon na virální vetřelce v lidských genomech pokračuje.


Literatura
University of Michigan Health System 22. 3. 2016, PNAS online 16. 3. 2016, Wikipedia (Endogenous retrovirus).