پستانداران گورستانی از ویروس‌ها را درون DNA خود حمل می‌کنند
بخش‌های عظیمی از کتابخانه DNA ما از توالی‌های غیرکدکننده‌ای تشکیل شده است که مدت‌ها به‌عنوان DNA زائد در نظر گرفته می‌شد. این در حالی است که یافته‌های اخیر نشان داده تکه‌های DNA یادشده اهداف زیادی در پستانداران دارند. برخی به ایجاد ساختار خاص مولکول‌های DNA ما کمک می‌کند؛ به‌طوری‌که بتوانند درون هسته سلول به‌خوبی بسته‌بندی شوند؛ درحالی‌که برخی دیگر در تنظیم ژن مؤثرند.
به‌تازگی پژوهشگرانی از دانشگاه نیوساوث ولز استرالیا هدف احتمالی دیگری برای این دستورالعمل‌های غیرکدکننده در ژنوم کیسه‌داران کشف کرده‌اند. برخی از توالی‌های ژنی که زمانی زائد در نظر گرفته می‌شد، درواقع قطعاتی از ویروس‌ها هستند که از عفونتی در یکی از اجداد بسیار دور ما درون DNA بر جای مانده است.
هر وقت ویروسی شما را آلوده می‌کند، این احتمال وجود دارد که قطعه‌ای از خود را درون DNA شما بر جای بگذارد و اگر این اتفاق در سلول تخمک یا اسپرم رخ دهد، این قطعه می‌تواند به نسل‌های بعدی منتقل شود. این قطعات به عناصر ویروسی درون‌زاد (EVEs) معروف‌اند.
در انسان، قطعات DNA ویروسی حدود ۸ درصد از ژنوم را تشکیل می‌دهد. آن‌ها می‌توانند سابقه عفونت‌های ویروسی را در تاریخچه تکاملی ما همچون حافظه‌ای ژنتیکی ارائه دهند. اِما هاردینگ، متخصص دیرینه‌شناسی ویروس‌ها گفت:
این قطعات ویروسی به‌دلیلی حفظ شده‌اند. در طول میلیون‌ها سال تکامل، انتظار داریم کل DNA تغییر کند؛ اگرچه این فسیل‌ها حفظ شده و دست‌نخوره باقی مانده‌اند.
هاردینگ و همکارانش عناصر ویروسی درون‌زاد ژنوم ۱۳ گونه از کیسه‌داران شامل والابی تامار (Macropus eugeni) و شیطان تاسمانی (Sarcophilus harrisii) و ریزموش فربه‌دم (Sminthopsis crassicaudata) را جست‌وجو کردند. آن‌ها عناصر مذکور را از سه گروه ویروسی در تمامی حیوانات نمونه‌برداری‌شده یافتند (شامل Bornaviridae و Filoviridae و Parvoviridae). هاردینگ افزود:
یکی از عناصر ویروسی درون‌زادی که پیدا کردم، از خانواده ویروسی برناویریده بود که اولین‌بار در زمان دایناسورها، یعنی زمانی که زمین آمریکای‌جنوبی و استرالیا هنوز به‌هم متصل بود، وارد DNA حیوانات شد.
برناویریده در صاریغ‌های آمریکا و نیز کیسه‌داران استرالیا وجود دارد. عناصر ویروسی درون‌زاد متعلق به برناویریده فراوان‌تر و به فسیل‌های ویروسی یافت‌شده در پرندگان و خزندگان شبیه‌تر بودند تا آثار ویروسی که در پستانداران جفت‌دار مانند انسان‌ها دیده می‌شود. هاردینگ توضیح داد:
قبلا تصور می‌شد ویروس‌های گروه برناویریده صدمیلیون سال پیش تکامل پیدا کرده‌اند؛ اما براساس آنچه در DNA تمام کیسه‌داران مطالعه‌شده پیدا کردم، قدمت این نوع ویروس‌ها به ۱۶۰ سال پیش برمی‌گردد.
نکته شگفت‌آور این است که برخی از این قطعات ویروسی باستانی هنوز به‌شکل RNA رونویسی می‌شوند. در سلول‌ها، معمولا رونوشت‌های RNA به‌عنوان الگوی‌های ساخت پروتئین عمل می‌کنند؛ اما در این نمونه، آن‌ها ترجمه نمی‌شدند و RNA غیرکدکننده بودند؛ البته این امر موجب نمی‌شود آن‌ها بیهوده باشند. RNA غیرکنندکننده در تعدادی از عملکردهای سلولی، ازجمله تنظیم رونویسی RNA در میان ژن‌های دیگر استفاد می‌شود.
جالب اینکه این نوع RNA برای بسیاری از عملکردهای سلولی، ازجمله تنظیم ساخت RNA استفاده می‌شود و همچنین مشخص شده است که در گیاهان و بی‌مُهرگان در دفاع ایمنی دربرابر ویروس‌ها مؤثرند. خفاش‌ها به‌طور خاص مخزن بزرگی از این قطعات ویروسی فسیلی هستند. خفاش‌ها به‌دلیل توانایی زنده‌ماندن در حال حمل‌کردن ویروس‌های مرگ‌باری معروف‌اند که می‌تواند پستانداران دیگر را از پای درآورد.
والابی تامار یکی از گونه‌های مطالعه‌شده
پژوهشگران با بررسی دقیق کوآلا متوجه شدند برخی از عناصر ویروسی درون‌زاد به مولکول‌های RNA کوچکی رونویسی می‌شدند که مشخص شده است در بی‌مُهرگان عملکرد ضدویروسی دارد. هاردینگ و همکارانش در مجله Microbiology Australia نوشتند:
این سیستم دفاع RNA که قبلا تصور می‌شد در پستانداران به‌نفع سیستم اینترفرون رها شده باشد، احتمالا هنوز فعال است و از سلول‌های کیسه‌داران محافظت می‌کند.
ازآنجاکه کیسه‌داران بیشتر دوره نمو خود را درون کیسه مادر می‌گذرانند، برخی از آن‌ها حتی قبل از ایجاد استخوان‌ها و بسیار قبل‌تر از ایجاد سیستم ایمنی عملکردی متولد می‌شوند. بنابراین به‌گمان پژوهشگران، این نوع دفاع ضدویروسی می‌تواند برای حیوان جوان درون کسیه مادر حیاتی باشد. هاردینگ گفت:
این می‌تواند مکانیسمی شبیه واکسیناسیون باشد؛ اما از نسل‌های گذشته به‌ارث می‌رسد. با حفظ آثاری از ویروس‌ها، سلول دربرابر عفونت آینده ایمن می‌شود. اگر بتوانیم رخداد آن را در کیسه‌داران نشان دهیم، می‌توانیم بگوییم احتمالا در حیوانات دیگر ازجمله انسان نیز رخ می‌دهد.
این پژوهش در مجله Virus Evolution منتشر شد.
نظرات