Constatările lor sugerează că un procent uimitor de 30% din toate adaptările proteinelor de la divergența oamenilor cu cimpanzeii au fost determinate de viruși.

„Când aveți o pandemie sau o epidemie la un moment dat în evoluție, populația care este vizată de virus fie se adaptează, fie dispare. Știam acest lucru, dar ceea ce ne-a surprins cu adevărat este puterea și claritatea modelului pe care l-am găsit”, a declarat David Enard, doctor în științe, cercetător postdoctoral la Universitatea Stanford și primul autor al studiului. „Este pentru prima dată când s-a demonstrat că virușii au un impact atât de puternic asupra adaptării.”

Studiul a fost publicat recent în revista eLife și va fi prezentat la The Allied Genetics Conference, o întâlnire găzduită de Genetics Society of America, pe 14 iulie.

Proteinele îndeplinesc o gamă largă de funcții care mențin celulele noastre în funcțiune. Prin dezvăluirea modului în care mici modificări în forma și compoziția proteinelor au ajutat oamenii și alte mamifere să răspundă la viruși, studiul ar putea ajuta cercetătorii să găsească noi piste terapeutice împotriva amenințărilor virale actuale.

„Aflăm ce părți ale celulei au fost folosite pentru a lupta împotriva virușilor în trecut, probabil fără efecte dăunătoare asupra organismului”, a declarat autorul principal al studiului, Dmitri Petrov, Ph.D., profesor de biologie Michelle și Kevin Douglas și președinte asociat al Departamentului de Biologie de la Stanford. „Acest lucru ar trebui să ne ofere o perspectivă asupra punctelor de presiune și să ne ajute să găsim proteine pe care să le investigăm pentru noi terapii.”

Cercetările anterioare privind interacțiunile dintre viruși și proteine s-au concentrat aproape exclusiv asupra proteinelor individuale care sunt direct implicate în răspunsul imunitar – locul cel mai logic în care v-ați aștepta să găsiți adaptări determinate de viruși. Acesta este primul studiu care aruncă o privire globală asupra tuturor tipurilor de proteine.

reclamă

„Marele progres aici este că nu doar proteinele imunitare foarte specializate se adaptează împotriva virușilor”, a spus Enard. „Cam orice tip de proteină care intră în contact cu virușii poate participa la adaptarea împotriva virusurilor. Se pare că există cel puțin la fel de multă adaptare în afara răspunsului imunitar ca și în interiorul acestuia.”

Primul pas al echipei a fost să identifice toate proteinele despre care se știe că interacționează fizic cu virușii. După ce a analizat minuțios zeci de mii de rezumate științifice, Enard a selectat lista la aproximativ 1.300 de proteine de interes. Următorul său pas a fost să construiască algoritmi big-data pentru a parcurge bazele de date genomice și a compara evoluția proteinelor care interacționează cu virușii cu cea a altor proteine.

Rezultatele au arătat că adaptările au avut loc de trei ori mai frecvent în cazul proteinelor care interacționează cu virușii în comparație cu alte proteine.

„Suntem cu toții interesați de modul în care noi și alte organisme am evoluat și de presiunile care ne-au făcut ceea ce suntem”, a spus Petrov. „Descoperirea faptului că această luptă constantă cu virușii ne-a modelat în fiecare aspect – nu doar cele câteva proteine care luptă împotriva infecțiilor, ci totul – este profundă. Toate organismele trăiesc cu viruși de miliarde de ani; această lucrare arată că aceste interacțiuni au afectat fiecare parte a celulei.”

Virusurile deturnează aproape toate funcțiile celulelor unui organism gazdă pentru a se replica și a se răspândi, așa că este logic că acestea ar conduce evoluția mașinăriei celulare într-o măsură mai mare decât alte presiuni evolutive, cum ar fi prădătorii sau condițiile de mediu. Studiul aruncă lumină asupra unor mistere biologice de lungă durată, cum ar fi motivul pentru care specii înrudite îndeaproape au evoluat mașini diferite pentru a îndeplini funcții celulare identice, cum ar fi replicarea ADN-ului sau producerea de membrane. Anterior, cercetătorii nu știau ce forță evolutivă ar fi putut provoca astfel de schimbări. „Această lucrare este prima cu date suficient de mari și suficient de clare pentru a explica multe dintre aceste enigme dintr-o singură lovitură”, a declarat Petrov.

Echipa folosește acum descoperirile pentru a cerceta mai adânc epidemiile virale din trecut, sperând să obțină informații care să ajute la combaterea bolilor în prezent. De exemplu, viruși asemănători cu HIV au măturat populațiile strămoșilor noștri, precum și ale altor specii de animale, în mai multe momente de-a lungul istoriei evolutive. Examinarea efectelor unor astfel de virusuri asupra unor populații specifice ar putea aduce o nouă înțelegere a războiului nostru constant cu virușii – și a modului în care am putea câștiga următoarea mare bătălie.

Acest studiu va fi prezentat joi, 14 iulie de la 11:15 — 11:30 a.m. în timpul sesiunii Natural Selection and Adaptation, Crystal Ballroom J1 în cadrul The Allied Genetics Conference, Orlando World Center Marriott, Orlando, Florida.

Această lucrare este finanțată de granturile NIH R01GM089926 și R01GM097415.

.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *