Düşman Müttefik Oldu: Kadim Viral Genler Beyni Yeni Enfeksiyonlara Karşı Koruyor

Özet: Milyonlarca yıl önce viral enfeksiyonlar tarafından geride bırakılan iki fare geni, beyni yeni enfeksiyonlara karşı savunmaya yardımcı olmak için evrimleşmiştir.

Kaynak: Biyologlar Şirketi

Soğuk algınlığından COVID-19’a kadar virüslerin günlük yaşamlarımız üzerinde büyük etkisi vardır, ancak milyonlarca yıl önce meydana gelen enfeksiyonlar evrimimizi şekillendirmiştir. Bunun nedeni, viral genlerin enfekte olmuş konakçının DNA’sına dahil edilmesi ve daha sonra nesiller boyunca aktarılması, genellikle zaman içinde farklı işlevler geliştirmesidir.

Şimdi, yayınlanan bir çalışmada GelişimJaponya’daki Tokyo Tıp ve Dişhekimliği Üniversitesi’nde Moleküler Biyoloji Profesörü Dr Fumitoshi Ishino ve Japonya’nın Kanagawa kentindeki Tokai Üniversitesi’nde Moleküler Biyoloji Profesörü Dr Tomoko Kaneko-Ishino, geride iki fare geninin bulunduğunu keşfettiler. Milyonlarca yıl önce viral enfeksiyon, beyni yeni enfeksiyonlara karşı savunmaya yardımcı olmak için evrimleşmiştir.

Söz konusu genler, ‘retrotranspozon Gag benzeri’ olarak bilinen 5 ve 6 (rtl5/Rtl6), hemen hemen tüm memeliler tarafından taşınır ve HIV gibi retrovirüslerde bulunan genlere benzer.

Araştırmacılar, virüslerden gelmelerine rağmen, bu kalıtsal viral genlerin memeli genomunda en az 120 milyon yıldır korunduğu için, genlerin önemli bir şey yapıyor olması gerektiğine ikna oldular.

Bu genlerin ne yaptığını anlamak için bilim adamlarının nerede aktif olduklarını bilmeleri gerekiyordu, bu yüzden sadece genler açıldığında üretilen RTL5/6 proteinlerini aradılar.

bunu keşfettiler rtl5 ve Rtl6 beyinde, mikroglia adı verilen ve enfeksiyona ‘ilk yanıt verenler’ olarak hareket eden hücrelerde açılır. Dr Kaneko-Ishino, “Bunu hiç beklemiyorduk. Rtl6 ve rtl5 15 yıl önce bu çalışmaya başladığımızda ve hatta bunu bildiğimizde mikrogliada işlev görecekti. Rtl6 önemini anlamadığımız bir mikroglial gendi.

“’Evreka anımız’, Dr Ishino’nun bir fare beynini dikkatlice çıkardığı bir diseksiyon sırasında geldi. Bunun yerine beyne zarar verirsek RTL6’yı etkinleştirebileceğimizi fark ettik”.

Ekip, RTL5 veya RTL6 üreten mikrogliaların bakteri veya virüslere nasıl tepki vereceğini test etmek için fare beyinlerinde sahte enfeksiyonlar kurdu.

RTL6 proteini içeren mikroglia’nın bakteri benzeri mimiklere tepki verdiğini, oysa RTL5’li mikroglia’nın simüle edilmiş viral enfeksiyona tepki verdiğini buldular.

Ayrıca, araştırmacılar kaldırıldığında Rtl6 geni, farelerin sahte bakteriyel enfeksiyonları ortadan kaldıramadığını, farelerin ise rtl5 viral mimikleri temizleyemedi, yani birlikte rtl5 ve Rtl6 beyni en yaygın enfeksiyon türlerinden ikisine karşı korur.

Bu sonuçlar, memeli beyinlerini enfeksiyona karşı korumak için yeniden amaçlanan viral kaynaklı genlerin ilk örneğini sağlar. Virüslerin hayatımız üzerinde bu kadar olumlu bir etkisi olduğu fikri şaşırtıcı olabilir, ancak bunun gibi örnekler rtl5 ve Rtl6 viral istilacıların uzun vadede ev sahibine fayda sağlayabileceğini gösterin.

Dr Ishino’ya göre, “virüsle edinilen genler, genomumuzun temel parçalarıdır ve memeli ve insan gelişiminde çeşitli – ama temel – roller oynarlar. Bu fikri, insan evrimini anlamamıza yardımcı olmak için retrovirüslerden primat ve insana özgü edinilmiş genlere genişletmenin mümkün olduğunu düşünüyoruz”.

Bu viroloji ve evrimsel sinirbilim araştırma haberleri hakkında

Soyut

Retrovirüs kaynaklı RTL5 ve RTL6 genleri, ötherian beynindeki doğuştan gelen bağışıklık sisteminin yeni bileşenleridir.

Retrotranspozon Gag-like 5 [RTL5, also known as sushi-ichi-related retrotransposon homolog 8 (SIRH8)] ve RTL6 (Ayrıca şöyle bilinir SIRH3) muhtemelen bir retrovirüsten türetilen ve filogenetik olarak birbirleriyle ilişkili olan ötherian’a özgü genlerdir. Sırasıyla, güçlü asidik ve son derece bazik bir protein kodlarlar ve ötherianlar arasında iyi korunurlar.

İşte bunu bildiriyoruz RTL5 ve RTL6 doğuştan gelen beyin bağışıklık tepkisinin ön saflarında rol oynayan mikroglial genlerdir.

Venüs ve mCherry nakavt fareler, mikrogliada RTL5-mCherry ve RTL6-Venüs füzyon proteinlerinin ekspresyonunu sergilediler ve merkezi sinir sisteminde hücre dışı noktalar ve granüller olarak göründüler. Bu proteinler, lipopolisakkarit (LPS), çift sarmallı (ds) RNA analogu ve metillenmemiş CpG DNA gibi patojenlere hem işbirliği içinde hem de/veya bağımsız olarak hareket ederek hızlı bir yanıt sergiler.

deneyler Rtl6 veya rtl5 nakavt fareler, RTL6 ve RTL5’in beyinde sırasıyla LPS ve dsRNA’ya karşı faktör olarak hareket ettiğine dair ek kanıt sağladı ve retrovirüsten türetilen genlerin ötherian doğuştan gelen bağışıklık sisteminde bir rol oynadığının ilk gösterimini sağladı.

Son olarak, retrovirüs kaynaklı genlerin orijin bölgesi olarak ekstra embriyonik dokuların önemini vurgulayan bir model öneriyoruz.