Zjistilo se, proč 10 % lidského genomu tvoří geny retrovirů.

Virologové identifikovali mechanismus, který umožňuje retrovirům efektivně se replikovat po miliony let jako součást savčí DNA.

Za hlavní úkol virů se považuje přenos vlastních genů na další generace. Ve snaze o rozmnožování za každou cenu se všechny viry nijak neliší od ostatních živých organismů, včetně člověka.

Rozdíl spočívá ve výjimečné jednoduchosti struktury viru, která je redukována na jednu molekulu – nositele genomu, virovou RNA, DNA nebo v některých variantách jejich kombinaci. Další rozdíl viru spočívá v dvojím stavu viru – „mrtvém“ extracelulárním stavu virových částic, neboli virionů, které nevykazují prakticky žádnou samostatnou aktivitu, a „živém“ stavu, kdy virus vstoupí do hostitelské buňky a začne se množit, integruje se do buněčného mechanismu transkripce DNA.

Ale relativně nedávno, s objevem endogenních retrovirů, se ukázalo, že některé viry nemusí mít virionové stádium.

Tyto viry přenášejí své vlastní geny do následujících generací, aniž by překračovaly hranice buněk (odtud jejich název – endogenní, jinými slovy intragenní), a jejich genetický program, zabudovaný do buněčné DNA, je považován za nedílnou součást genomu hostitele.

Nyní je zjištěno, že asi 8–10 % lidského genomu se skládá z nukleotidových sekvencí retrovirů, které infikovaly naše evoluční předky před desítkami milionů let.

Jinými slovy, desetina lidské DNA se skládá z retrovirových genů, které jsou staré několik milionů let („retro“ znamená, že tyto viry používají mechanismus reverzní transkripce k replikaci svého vlastního genomu: nejprve virový enzym reverzní transkriptáza začne syntetizovat jeden řetězec DNA na virové RNA, poté syntetizuje druhý řetězec na tomto řetězci a poté se tato virová DNA po proniknutí jadernou membránou buňky začlení do hostitelské buňky a funguje jako matrice pro syntézu virových RNA hostitelskou buňkou).

Výzkumníci z Oxfordského institutu se společně s Aarano Diamond Center for AIDS Research (New York, USA) a Rega Institute (Belgie) rozhodli zjistit mechanismus, kterým se starověké retroviry dokázaly ve velkém množství zaregistrovat v našich genech.

Za tímto účelem studovali genomy 38 savců. Z těchto genomů izolovali oblasti obsahující retrovirové nukleotidové sekvence a poté je in silico (jinými slovy v křemíku za použití specializovaných počítačově-matematických metod) porovnali z hlediska podobností, rozdílů a role, kterou zaujímají v oblasti virové DNA.

Jak ukázala analýza, určitá kategorie endogenních retrovirů v určitém okamžiku své evoluce ztratila gen env, který je zodpovědný za protein, jenž pomáhá viru proniknout do buňky.

Ztráta schopnosti infikovat jiné buňky neznamenala ztrátu schopnosti sebereplikace, pouze nyní celá doba života viru začala probíhat uvnitř hostitelské buňky paralelně s jeho vlastní životností za pomoci mobilních segmentů virové DNA - retrotranspozonů.

Nejzajímavější je však to, že se ztrátou infekční funkce některými retroviry tyto viry rychle zvýšily své zastoupení v genomu, což vedlo k převaze genetického materiálu virů v DNA savců.

Porovnáním různých genomů vědci shrnuli všestrannost tohoto jevu: ztráta infekčnosti vedla k 30násobnému nárůstu množství virového materiálu.

Jsou endogenní retroviry nebezpečné pro zdraví?

Viry se s úkolem šíření vlastních genů vypořádávají dokonale, registrují se v lidské DNA jako pasažéři, aniž by způsobily poškození transportéru. Pro majitele jsou ve většině případů nepatogenní, neinfekční, netvoří virionové částice, jinými slovy nikoho neinfikují, a jsou přítomny pod regulační kontrolou buněčné transkripce DNA.

Z jiného úhlu pohledu existují důkazy, že některé endogenní retroviry (jako některé exogenní, které způsobují například Rousův sarkom, lymfomy a myelopatie) mají onkogenní potenciál a mají velkou šanci stimulovat rozvoj rakoviny, ačkoli to, co spouští procesy, které nutí tělo platit taková rizika, je stále nejasné. Studium „fosilních“ virů v našem genomu teprve začíná, takže nejinformativnější objevy, které nás nutí dívat se na naše tělo ze zcela jiného úhlu pohledu, jsou teprve před námi.