Setki tysięcy lat temu nasi przodkowie zostali zainfekowani retrowirusem. Teraz niektórzy badacze uważają, że starożytne ślady genetyczne wirusa nadal obecne w genomach niektórych ludzi po cichu promują uzależniające zachowania.
Międzynarodowa grupa naukowców poinformowała dzisiaj (24 września), że genetyczne ślady retrowirusa zwanego HK2 częściej występują u osób uzależnionych od narkotyków niż u osób bez uzależnień, a ślady te mogą wpływać na otaczające geny, co z kolei może wpływać na ludzkie zachowanie. ) w czasopiśmie Proceedings of National Academy of Sciences.
Retrowirusy - które obejmują HK2, a także ludzki wirus niedoboru odporności (HIV) - są wirusami, które mogą wstawiać swój kod genetyczny do DNA gospodarza. Uważa się, że około 5 do 8 procent ludzkiego genomu jest wypełnione śladami starożytnych retrowirusów, które przedostały się do naszych genów poprzez zarażenie naszych przodków eony temu.
W przeważającej części te starożytne sygnatury retrowirusowe nie różnią się znacznie między ludźmi - innymi słowy, ty i przypadkowa osoba, którą spotkasz, prawdopodobnie nosicie te same rodzaje i ilości tych starożytnych śladów w waszych genach. Przeciwnie, uważa się, że ślady wirusa HK2 istnieją tylko u 5 do 10 procent ludzi na całym świecie.
Oznacza to, że w wielkim schemacie ewolucji ta infekcja wirusowa pojawiła się stosunkowo niedawno, więc nie miała czasu na wyrównywanie populacji ani na odłamanie przez dobór naturalny. „Względnie nowy” w tym przypadku oznacza, że czai się w ludzkich genach - i jest także obecny w genach neandertalskich i denisovańskich - przez co najmniej 250 000 lat.
Czające się starożytne infekcje
W pierwszej części nowego badania dwie grupy badaczy, jedna z Uniwersytetu Ateńskiego w Grecji i druga z Uniwersytetu Oksfordzkiego w Wielkiej Brytanii, przeanalizowały DNA ludzi, aby sprawdzić, czy ci, którzy mieli ślady HK2 w swoich genach, byli bardziej skłonne do uzależnienia.
W Grecji badacze przeanalizowali geny ponad 200 osób zarażonych wirusem HIV, aw Wielkiej Brytanii badali DNA od około 180 osób z wirusem zapalenia wątroby typu C. Oba wirusy można rozprzestrzeniać poprzez dożylne przyjmowanie narkotyków.
Zespół w Grecji stwierdził, że osoby zarażone wirusem HIV po dożylnym zażyciu narkotyków były 2,5 razy bardziej narażone na ślady HK2 w genomie niż osoby zarażone innymi środkami, takimi jak seks. Podobnie w Wielkiej Brytanii osoby, które zaraziły się wirusowym zapaleniem wątroby typu C przez dożylne zażywanie narkotyków i były osobami zażywającymi narkotyki przez długi czas, były 3,6 razy bardziej narażone na HK2 w swoich genach niż osoby, które nie zostały zarażone zażywaniem narkotyków.
Wcześniej wiadomo było, że u osób ze śladami HK2 w DNA ślady te można znaleźć w genie zwanym RASGRF2, który odgrywa rolę w uwalnianiu dopaminy w mózgu. Dopamina jest neuroprzekaźnikiem ściśle powiązanym z obwodem przyjemności w mózgu i uważa się, że promuje powtarzanie przyjemnych czynności. Co więcej, według National Institute on Drug Abuse, substancja chemiczna może zmienić sposób, w jaki mózg jest podłączony, aby skłonić kogoś do powtarzania przyjemnych czynności. Wiadomo, że zażywanie narkotyków uwalnia duże przypływy dopaminy w mózgu.
W drugiej części badań naukowcy zbadali, czy ślady HK2 mają jakikolwiek wpływ na ludzkie geny. W eksperymencie laboratoryjnym naukowcy wykorzystali genetyczne „nożyce” - CRISPR-Cas9 - do wprowadzenia śladów HK2 do DNA ludzkich komórek, które jeszcze go nie zawierały. W szczególności umieścili ślady wirusów w dokładnej lokalizacji, w której znaleziono je w ludzkim DNA, w genie RASGRF2.
Odkryli, że wstawienie śladów starożytnego wirusa zmieniło wzór ekspresji RASGRF2; innymi słowy, zmienił proces, w którym informacje przechowywane w DNA były wykorzystywane do tworzenia białek.
Ponieważ jednak ten drugi eksperyment przeprowadzono na naczyniach laboratoryjnych, a nie na ludziach, wpływ tego odkrycia na zachowania uzależniające pozostaje niejasny.
Czy atakowanie starożytnych wirusów może prowadzić do lepszych interwencji?
Nowe badanie „po raz pierwszy wykazało, że starożytna insercja wirusa, która jest zmiennie obecna w populacji, ma mierzalny, w tym przypadku szkodliwy, wpływ na naszą biologię”, powiedział współautor badań Aris Katzourakis, profesor ewolucji i genomika na University of Oxford, który kierował brytyjską częścią badania. Katzourakis dodał, że pierwsza część badania - w której naukowcy zaobserwowali wyższe wskaźniki śladów wirusowych u osób zażywających narkotyki - pokazuje tylko związek, ale druga część eksperymentu pokazuje insercje wirusa powodujące zmiany w biologii komórek.
Co więcej, „integracja wirusa nastąpiła tysiące lat temu, wyprzedza uzależniające zachowania, które widzimy dzisiaj”, powiedział Katsourakis Live Science. W swojej pracy naukowcy zasugerowali, że być może w pewnym momencie integracja tego wirusa była korzystna dla ludzi i dlatego przez pewien czas panowała, unikając możliwości doboru naturalnego.
Teraz zespoły mają nadzieję dokładnie zrozumieć, w jaki sposób ślady HK2 mogą wpływać na zachowania uzależniające. Katsourakis powiedział, że może to potencjalnie prowadzić do „lepszych strategii interwencji”. „Jeśli uda nam się opracować lek ukierunkowany na tę insercję, możemy znaleźć się w lepszym miejscu, aby pomóc ludziom wyzdrowieć z tego rodzaju zachowań”.
„Myślę, że implikacje tego badania są ogromne” - powiedział Andrew Xiao, profesor genetyki w Centrum Komórek Macierzystych Uniwersytetu Yale, który nie był częścią badania. „Mówi nam, że istnieje wiele wrażliwych miejsc, które będą podlegać integracji wirusowej”. Ludzie podejrzewali to i gromadzili dane na ten temat od dłuższego czasu, ale „Myślę, że związek z chorobami ludzkimi jest dość świeży”, powiedział Live Science.
Nadal potrzeba znacznie więcej badań. „Myślę, że to bardzo dobry początek, ponieważ czeka nas wiele interesujących prac”, dodał Xiao.
