Eredményeik szerint az ember és a csimpánzok eltérése óta bekövetkezett összes fehérjeadaptáció megdöbbentő 30 százalékát vírusok okozták.

“Amikor az evolúció egy bizonyos pontján világjárvány vagy járvány tör ki, a vírus által megcélzott populáció vagy alkalmazkodik, vagy kihal. Ezt tudtuk, de ami igazán meglepett minket, az az általunk talált minta erőssége és egyértelműsége” – mondta David Enard, Ph.D., a Stanford Egyetem posztdoktori munkatársa és a tanulmány első szerzője. “Ez az első alkalom, hogy kimutattuk, hogy a vírusok ilyen erős hatást gyakorolnak az alkalmazkodásra.”

A tanulmány nemrég jelent meg az eLife folyóiratban, és július 14-én mutatják be a Genetics Society of America által szervezett The Allied Genetics Conference konferencián.

A fehérjék a sejtek működését biztosító funkciók széles skáláját látják el. Azáltal, hogy a tanulmány feltárja, hogy a fehérjék alakjának és összetételének apró módosításai hogyan segítettek az embereknek és más emlősöknek a vírusokra való reagálásban, a kutatók új terápiás lehetőségeket találhatnak a mai vírusveszélyek ellen.

“Megtudjuk, hogy a múltban a sejt mely részeit használták a vírusok elleni küzdelemre, feltehetően a szervezetre gyakorolt káros hatások nélkül” – mondta a tanulmány vezető szerzője, Dmitri Petrov, Ph.D., Michelle és Kevin Douglas biológiaprofesszor és a Stanford Biológia Tanszékének társelnöke. “Ez betekintést adhat a nyomáspontokba, és segíthet megtalálni azokat a fehérjéket, amelyeket új terápiákhoz vizsgálhatunk.”

A vírusok és a fehérjék közötti kölcsönhatásokról szóló korábbi kutatások szinte kizárólag az immunválaszban közvetlenül részt vevő egyes fehérjékre összpontosítottak – a leglogikusabb hely, ahol a vírusok által vezérelt adaptációkat várnánk. Ez az első olyan tanulmány, amely globálisan vizsgálja az összes fehérjetípust.

hirdetés

“A nagy előrelépés itt az, hogy nem csak a nagyon speciális immunfehérjék alkalmazkodnak a vírusok ellen” – mondta Enard. “Nagyjából bármilyen típusú fehérje, amely vírusokkal érintkezik, részt vehet a vírusok elleni alkalmazkodásban. Kiderült, hogy az immunválaszon kívül legalább annyi adaptáció van, mint azon belül.”

A csapat első lépése az volt, hogy azonosította az összes olyan fehérjét, amelyekről ismert, hogy fizikailag kölcsönhatásba lépnek a vírusokkal. Tudományos összefoglalók tízezreinek aprólékos áttekintése után Enard mintegy 1300 érdekes fehérjére szűkítette a listát. A következő lépés az volt, hogy big-data algoritmusokat épített, hogy átfésülje a genomi adatbázisokat, és összehasonlítsa a vírusokkal kölcsönhatásba lépő fehérjék evolúcióját más fehérjékével.

Az eredmények azt mutatták, hogy a vírusokkal kölcsönhatásba lépő fehérjékben háromszor olyan gyakran történtek adaptációk, mint más fehérjékben.

“Mindannyiunkat érdekel, hogy mi és más organizmusok hogyan fejlődtünk, és milyen nyomás tett minket azzá, amik vagyunk” – mondta Petrov. “Az a felfedezés, hogy ez a vírusokkal folytatott állandó harc minden szempontból alakított minket — nem csak azt a néhány fehérjét, amely a fertőzések ellen küzd, hanem mindent — mélyreható. Minden organizmus évmilliárdok óta együtt él a vírusokkal; ez a munka azt mutatja, hogy ezek a kölcsönhatások a sejt minden részét befolyásolták.”

A vírusok a szaporodás és a terjedés érdekében a gazdaszervezet sejtjeinek szinte minden funkcióját eltérítik, így logikus, hogy nagyobb mértékben hajtják a sejtgépezet evolúcióját, mint más evolúciós nyomás, például a ragadozás vagy a környezeti feltételek. A tanulmány fényt derít néhány régóta fennálló biológiai rejtélyre, például arra, hogy a közeli rokon fajok miért fejlesztettek ki különböző gépezeteket azonos sejtfunkciók, például a DNS-replikáció vagy a membránok előállítása érdekében. A kutatók korábban nem tudták, hogy milyen evolúciós erő okozhatta ezeket a változásokat. “Ez a tanulmány az első olyan adat, amely elég nagy és elég tiszta ahhoz, hogy egy csapásra megmagyarázzon sok ilyen rejtélyt” – mondta Petrov.

A csapat most arra használja fel az eredményeket, hogy mélyebbre ásson a múltbeli vírusjárványokba, remélve, hogy olyan felismerésekhez jut, amelyek segíthetnek a mai betegségek elleni küzdelemben. A HIV-hez hasonló vírusok például az evolúciós történelem során többször is végigsöpörtek őseink, valamint más állatfajok populációin. Ha megvizsgáljuk az ilyen vírusoknak az egyes populációkra gyakorolt hatását, akkor új ismereteket nyerhetünk a vírusokkal folytatott állandó háborúnkról – és arról, hogyan nyerhetjük meg a következő nagy csatát.

Ezt a tanulmányt július 14-én, csütörtökön 11:15-11:30 között mutatják be.a Natural Selection and Adaptation (Természetes szelekció és alkalmazkodás) című előadáson, a Crystal Ballroom J1-ben, a The Allied Genetics Conference (Orlando World Center Marriott, Orlando, Florida) keretében.

Ezt a munkát az NIH R01GM089926 és R01GM097415 támogatásai finanszírozzák.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük