Dess resultat tyder på att häpnadsväckande 30 procent av alla proteinanpassningar sedan människan skiljde sig från schimpanserna har drivits av virus.

”När man har en pandemi eller epidemi någon gång under evolutionen anpassar sig populationen som viruset riktar sig mot, eller så dör den ut. Det visste vi, men det som verkligen överraskade oss är styrkan och tydligheten i det mönster vi fann”, säger David Enard, Ph.D., postdoktor vid Stanford University och studiens förstaförfattare. ”Det här är första gången som virus har visat sig ha en så stark inverkan på anpassningen.”

Studien publicerades nyligen i tidskriften eLife och kommer att presenteras vid The Allied Genetics Conference, ett möte som anordnas av Genetics Society of America, den 14 juli.

Proteiner utför ett stort antal funktioner som håller våra celler igång. Genom att avslöja hur små justeringar i proteinernas form och sammansättning har hjälpt människor och andra däggdjur att reagera på virus kan studien hjälpa forskarna att hitta nya terapeutiska ledtrådar mot dagens virala hot.

”Vi lär oss vilka delar av cellen som har använts för att bekämpa virus i det förflutna, förmodligen utan skadliga effekter på organismen”, säger studiens försteförfattare, Dmitri Petrov, Ph.D., professor i biologi vid Michelle och Kevin Douglas och biträdande ordförande för biologiavdelningen vid Stanford. ”Det borde ge oss en inblick i tryckpunkterna och hjälpa oss att hitta proteiner att undersöka för nya terapier.”

Förrvarande forskning om interaktioner mellan virus och proteiner har nästan uteslutande fokuserat på enskilda proteiner som är direkt involverade i immunsvaret – det mest logiska stället där man skulle förvänta sig att hitta anpassningar som drivs av virus. Detta är den första studien som tar en global titt på alla typer av proteiner.

annons

”Det stora framsteget här är att det inte bara är mycket specialiserade immunproteiner som anpassar sig mot virus”, säger Enard. ”I stort sett alla typer av proteiner som kommer i kontakt med virus kan delta i anpassningen mot virus. Det visar sig att det finns minst lika mycket anpassning utanför immunsvaret som inom det.”

Teamets första steg var att identifiera alla proteiner som är kända för att fysiskt interagera med virus. Efter att mödosamt ha granskat tiotusentals vetenskapliga sammanfattningar gallrade Enard ut listan till cirka 1 300 intressanta proteiner. Hans nästa steg var att bygga algoritmer för stora data för att genomsöka genomiska databaser och jämföra utvecklingen av virusinteragerande proteiner med utvecklingen av andra proteiner.

Resultaten avslöjade att anpassningar har skett tre gånger så ofta i virusinteragerande proteiner jämfört med andra proteiner.

”Vi är alla intresserade av hur det kommer sig att vi och andra organismer har utvecklats, och av de påfrestningar som har gjort oss till vad vi är”, säger Petrov. ”Upptäckten att denna ständiga kamp mot virus har format oss i alla avseenden – inte bara de få proteiner som bekämpar infektioner, utan allt – är djupgående. Alla organismer har levt med virus i miljarder år; det här arbetet visar att dessa interaktioner har påverkat varje del av cellen.”

Virus kapar nästan alla funktioner i en värdorganisms celler för att kunna replikera och sprida sig. Det är därför logiskt att de skulle driva evolutionen av cellmaskineriet i större utsträckning än andra evolutionära påfrestningar, såsom rovdjur eller miljöförhållanden. Studien kastar ljus över några långvariga biologiska mysterier, t.ex. varför närbesläktade arter har utvecklat olika maskiner för att utföra identiska cellfunktioner, som DNA-replikation eller tillverkning av membran. Forskarna visste tidigare inte vilken evolutionär kraft som kan ha orsakat sådana förändringar. ”Den här artikeln är den första med data som är tillräckligt stora och rena för att förklara många av dessa gåtor på en gång”, säger Petrov.

Teamet använder nu fynden för att gräva djupare i tidigare virusepidemier, i hopp om att få insikter som kan hjälpa till att bekämpa sjukdomar i dag. Till exempel har hiv-liknande virus svept genom populationerna hos våra förfäder samt andra djurarter vid flera tillfällen under evolutionens historia. Om man tittar på effekterna av sådana virus på specifika populationer kan man få en ny förståelse för vårt ständiga krig mot virus – och hur vi kan vinna nästa stora slag.

Denna studie kommer att presenteras torsdagen den 14 juli kl. 11.15-11.30.under sessionen Natural Selection and Adaptation, Crystal Ballroom J1 som en del av The Allied Genetics Conference, Orlando World Center Marriott, Orlando, Florida.

Detta arbete är finansierat av NIH-anslagen R01GM089926 och R01GM097415.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *