Virüsler basit ama güçlü yaşam formlarıdır. Diğer organizmalara göre çok küçük ve basit olan genomlarını kullanarak yaşayabilir ve çoğalabilirler. Bu faaliyetleri gerçekleştirmek için bir hücreye girerler (virüslerin bulunduğu hücrelere konak hücre denir) ve konak hücredeki mekanizmaları manipüle ederek yeni virüsler oluştururlar. Retrovirüsler gibi en küçük virüs türleri daha da ileri gider ve genomlarını konakçı hücrenin yanı sıra konakçı hücrenin genomuna yerleştirir. Böylece kovanı daha iyi kontrol ederler.
İnsan genomunda bulunan inaktif DNA’nın bir kısmı viral DNA’dan türetilmiştir. Buradaki insan endojen retrovirüsleri (HERV’ler), antik insan genomuna yıllar önce dahil edilmiş eski virüslerdir. Dolayısıyla bu virüslerin bir diğer adı da fosil virüslerdir. Genellikle, zamanla, DNA dizisindeki mutasyonlar nedeniyle orijinal DNA dizilerinin bir kısmını kaybederler, ancak bazen viral proteinleri kodlayan genin tamamı insan genomunda kalır. Bu genler geçmişten günümüze kadar varlığını sürdürmüştür. Çünkü insan üreme hücrelerinin genomunda yer alır ve gelecek nesillere aktarılır.
Eski virüsler ve insan hastalıkları
Bugün antik virüsler insan genomunun %4-8’ini oluşturuyor. Her bir HERV’yi tanımlamak zorlu bir iştir. Çünkü çoğu nadirdir. Ancak yeni bir çalışma, farklı etnik gruplardan 2.500 kişinin DNA’sını analiz etti ve toplam 19 farklı yeni viral DNA dizisi buldu. Bu dizilerin çoğu eksikti ve yalnızca biri tam bir diziydi.
Fosil viral DNA dizilerinin sağlık üzerindeki etkileri tam olarak anlaşılamamıştır. Bazı uzmanlar bu dizilerin insanlara faydalı olabileceğini söylerken, diğer viral diziler otoimmün hastalıklar ve bazı kanser türleri ile bağlantılı. Ayrıca HERV, şizofreni ve otizm gibi karmaşık psikiyatrik bozuklukların kökeninde rol oynayabilir.
Antik virüslerin insan hastalıklarına nasıl katkıda bulunduğunu tam olarak bilmesek de, bu virüslerin HIV gibi bazı modern akrabalarını biliyoruz. HIV, beyaz kan hücrelerine girebilen bir retrovirüstür. Aktif bir enfeksiyon, hastaları diğer enfeksiyon türleri için de risk altına sokan kırmızı kan hücrelerinin kaybına yol açar. HIV’li insanları tedavi etmenin zorluklarından biri, virüsün hücre içinde hareketsiz bir fazda kalabilmesi ve vücudun bağışıklık sisteminden saklanabilmesidir.
Araştırmacılar şimdi yeni CRISPR-Cas9 (Genom İşleme Teknolojisi) teknolojisini, insan genomuna zarar vermeden enfekte beyaz kan hücrelerinden viral genomu çıkarmak için kullandılar. Sonuç olarak hücrelerin HIV’den kurtulduğunu ve hücrelerin kendilerini diğer viral enfeksiyonlardan koruyabildiklerini gözlemlediler. Bu nedenle genetik manipülasyon, HIV için umut verici bir tedavi stratejisidir.
Bilinç ve antik virüsler arasındaki ilişki
Cell dergisinde yayınlanan iki makaleye göre, virüsler genetik kodlarını dört uzuvlu organizmalara yerleştirdiler. Bu kodun küçük bir kısmı bugün insan beyninde hala aktiftir. Bu kod tıpkı bir virüs gibi davranır, viral proteinlerin yardımıyla kendini kapsüller ve bir nörondan diğerine hareket eder. Bu küçük bilgi paketi, düşünmek için gerekli olan nöronların birbirleriyle nasıl iletişim kurduğunun ve yeniden organize olduğunun çok önemli bir bileşeni olabilir.
Sinaps aktivasyonundan (sinir hücreleri arasındaki bağlantı) kısa bir süre sonra, Arc adı verilen viral bir gen aktive olur ve kodunu RNA adı verilen bir molekül olarak yazar. RNA, DNA’nın habercisidir ve genetik talimatları taşır.
ARC geni tarafından kodlanan RNA’daki talimatları izleyen nöronlar, virüs benzeri zarflar olan kapsid oluşturur. Bu zarflar, genetik bilginin hücreler arasında güvenli hareketine izin verir.
Bu genetik bilginin yeni bir hücreye ulaştığında ne yaptığı henüz netlik kazanmış değil. Ancak bu işlev olmadan sinapslar zayıflar. Ek olarak, otizmde ve diğer atipik nörolojik durumlarda Arc geni ile ilgili problemler bulunmuştur. Ayrıca ark geninden türetilen kapsidler, toksik protein beyne yayılmaya başladığı için Alzheimer gibi hastalıklarda rol oynayabilir.
Araştırmacılar, Arc kapsidlerinin, nöronların çevresel koşullara göre yeniden düzenleme ve bilgi alışverişi yapma yeteneğinin en iyi açıklaması olduğuna inanıyor. Ayrıca bilim adamları, insanlardaki ark geninin diğer dört organizmadaki ark genlerine oldukça benzer olduğunu bulmuşlardır. Meyve sinekleri ve kurtlardaki ark genleri biraz farklıdır.
Meyve sineklerinde yapılan bir çalışmada meyve sineği motor nöronlarında Arc geninden sentezlenen kapsidin kas hücrelerine aktarılabildiği gözlemlenmiştir. Böylece meyve sineklerindeki kas hücrelerinin işlevi ile ark genleri arasında bir bağlantı olabileceği ortaya çıkıyor.
Şimdiye kadar virüsler, bir genin mutasyon içermeyen bir versiyonunu hücrelere iletmek için gen terapisi araştırmalarında bir araç olarak kullanılıyordu. Bununla birlikte, vücudun bağışıklık sisteminin bu virüslere yanıt verme riski vardır. Bu riski ortadan kaldırmak için Arc kapsidleri, gelecekteki gen terapisi uygulamalarında gen iletimi için kullanılabilir. Çünkü normal şartlar altında vücut bu kapsid arkı ürettiği için bu kapsid ile etkileşime girmeyecektir. Bunun dışında bugüne kadar yapılan çalışmaların bir sonraki adımı, ARC genlerinin nörolojik hastalıklarla olan ilişkisini ve diğer hücrelere hangi genetik bilginin aktarıldığını ortaya çıkarmaktır.
kaynak:
https://www.genomicseducation.hee.nhs.uk/news/item/237-hidden-viruses-in-the-human-genome/
https://www.livescience.com/61627-ancient-virus-brain.html
https://www.nih.gov/news-events/news-releases/memory-gene-goes-viral
yazar: Ayka Olkay
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]