Thierry Heidmann se svými kolegy zrekonstruoval rozpadlou virovou fosílii. Oživil virus, kterým naši předci onemocněli před 5 miliony let.

Tým vědců rekonstruoval DNA sekvenci retroviru starou 5 milionů let. Dokázali, že tento DNA úsek je schopný produkovat infekční částice. Retrovirus nazvaný Phoenix, je předek velké rodiny přenosných DNA elementů, z nichž některé mohou hrát úlohu v nádorovém bujení. Tato studie je první prací tohoto druhu, která vytvořila infekční retrovirus z DNA úseků, které cestují po našem genomu. Práce je pokládána za zlomovou v oblasti výzkumu retrovirů.

Doktor Thierry Heidmann, vedoucí projektu říká, že „Phoenix byl zakonzervován poté, co se nám před pěti miliony let včlenil do genomu.“ A dodává:  „My jsme neudělali nic jiného, než že jsme obnovili jeho původní stav a ukázali, že ve své původní podobě byl infekční. Takový je po rekonstrukci i dnes.“

Něco teorie, ale ne moc
Retroviry, jejichž genom je tvořen ribonukleovou kyselinou (RNA), mohou generovat DNA „kopie“ svého genomu a včleňovat je do jaderného materiálu svých hostitelů. Phoenix náleží do skupiny lidských endogenní retrovirů, které se označují zkratkou HERVs (human endogenous retroviruses). Byly to kdysi plnohodnotné viry. Podle toho, kteří lidoopi je mají a kteří ne, se dá určit, kdy na nás úspěšně zaútočily a kdy se jim podařilo do našich genomů nabourat. Měly štěstí, protože se nám hned na samém počátku včlenily do buněk zárodečné linie. Proto si je od té doby už miliony let předáváme z generace na generaci a neumíme se jich zbavit. Endogenní retroviry nám po genomu různě cestují a jejich pozůstatky nám k dnešnímu dni tvoří téměř 8% našeho genomu. Pochopitelně, že za tu dobu se na nich podepsaly náhodné mutace a tím již ztratily svoje virové schopnosti a původní funkce.

Rekonstrukce virové fosílie

Zvětšit obrázek

Tak se Phoenix jevil Heidmannovi v elektronovém mikroskopu. Tmavé kulovité útvary o průměu 100 nm . (Foto: IAL-IGR Villejuif)

Heidmann se svými kolegy se pokusil jednu z evolučně mladších rodin retrovirů označovaných jako HERV-K(HML2) vzkřísit k životu.  Vyšel z jednoduché úvahy, že sekvence těchto elementů, které se vzájemně liší, prodělaly mutace a jsou tedy pro něj k ničemu. Zato úseky, které se shodují, jsou ta místa která byla mutací ušetřena. S rostoucí četností shodných úseků jde o místa, která nepodlehla mutacím a nejvíce se podobají sekvencím prapůvodního viru. Toho viru, který stál na samém počátku infekce.
Shodné úseky v našem genomu tak poskytly kuchařku k laboratornímu sestavení nukleotidů do podoby genomu našeho pradávného parazita. Sestavená sekvence dala vědcům za pravdu. Obživla. Nabyla schopnost tvořit částice, které infikovaly savčí buňky pěstované v kultuře.

Mají vědci právo něco takového stvořit?
Než vědce začnete odsuzovat za to, proč se do takového dobrodružství vůbec pouštěli a proč tak hazardují se svým a naším zdravím, je dobré vědět, že jim prakticky nic nehrozilo. Infekčnost tohoto zrozeného viru je malá. Savčí buňky si vyvinuly mechanismus potlačovat množení těchto virů. Tento fakt byl vědcům znám již z dřívějška z pokusů jiných autorů, kteří s endogenními viry pracovali na zvířecím modelu.

K čemu to všechno?

Zvětšit obrázek

A tak Fénixe viděli staří Egypťané. (Allard Pierson Museum, Amsterdam)

Jde o schopnosti našeho Fénixe. Ukázalo se, že tento zrekonstruovaný virus produkuje své genomické potomky (to je jen jinak řečeno to, o čem jsme se zmiňovali na jiném místě, že se RNA virus zabudovává ve formě DNA elementů do genomu buněk).

Teprve nyní se dostáváme k tomu nejpodstatnějšímu. Tyto elementy totiž mohou být odpovědné za tvorbu retrovirálních partikulí, které pozorujeme u některých lidských nádorů. Virologové je již delší dobu zjišťují u nemocných s nádory varlat, vaječníků a u pacientů s rakovinou kůže. Zmíněné pokusy nejsou tedy nějakým hraním si na stvořitele a samoúčelné oživování „mrtvol“, se kterými se naše tělo již dávno vypořádalo. Jak je vidět nevypořádalo.

Tyto elementy nabyly v našem genomu  zcela jiných funkcí, než měly původně. V každém případě je tento přístup odhalování funkcí endogenních virů něčím zcela novým. Mohl by přispět při zjišťování úlohy virů ve zmíněných rakovinách. A třeba přiblíží dobu, kdy se nám podaří s nimi už jednou provždy a definitivně zatočit.

Pramen: Cold Spring Harbor Laboratory