V genomu virusa so raziskovalci odkrili človeški genetski element, ki je tja najverjetneje preskočil že v času sodobnega človeka. Še bolj nenavadno je, da se takšen prenos očitno ni zgodil le enkrat.

Konceptualni prikaz človeškega DNK, v katerem so raziskovalci preučevali nenavadno pot genetskega elementa BC200. (slika: Dnevne Novice / AI ilustracija)

Človeški genetski zapis na nepričakovanem mestu

Raziskovalci so v genomu virusa molluscum contagiosum odkrili dve vključitvi človeškega genetskega elementa BC200. Raziskava, objavljena 24. septembra v znanstveni reviji Science, kaže, da je element iz človeka v virus prešel dvakrat v času obstoja sodobnega človeka. Njegovo pot v virus raziskovalci postavljajo približno 100.000 let v preteklost, o ugotovitvah pa je poročala Cornell University.

Pri številki 100.000 let je potrebna pomembna razlika. Znanstveniki niso našli tako starega človeškega vzorca DNK, temveč so z analizo genetskega zapisa rekonstruirali, kdaj naj bi se prenos zgodil. Genetika nam na podoben način razkriva tudi druge dogodke iz globoke preteklosti. Na Dnevnih Novicah smo že pisali o sledeh davnih prednikov v človeškem DNK, tokrat pa se je del človeške genetske zgodovine pokazal na precej bolj nepričakovanem mestu.

BC200 je ohranil nenavadno sposobnost

BC200 ima dolgo evolucijsko zgodovino. Izvira iz tako imenovanega transpozona oziroma »skakajočega« genetskega elementa – dela genetskega zapisa, ki se lahko kopira in pojavi na drugem mestu v genomu. Pred približno 40 milijoni let naj bi njegov predhodnik pri skupnem predniku nekaterih primatov dobil novo celično vlogo.

Danes je BC200 najbolj izražen v nevronih in sodeluje pri uravnavanju procesov, povezanih s pretvorbo informacij iz RNK v beljakovine. Pri tem pa očitno ni povsem izgubil svoje stare mobilnosti. To je nenavadno, saj genetski elementi po prevzemu nove celične funkcije praviloma izgubijo sposobnost nadaljnjega premikanja.

Pri preskoku naj bi imel pomembno vlogo LINE-1. Gre za mehanizem, pri katerem lahko genetski zapis prek vmesne stopnje RNK ustvari kopijo, ki se nato vstavi na novo mesto v DNK. National Human Genome Research Institute (NHGRI) mobilne genetske elemente opisuje kot pomemben del zgradbe in evolucije človeškega genoma.

Nenavadno sled so opazili že leta 2010

Dve vključitvi BC200 v virusu pravzaprav nista bili opaženi šele letos. Raziskovalci so nanju naleteli že leta 2010, ko so s specializirano programsko opremo pregledovali virusne genome in v njih iskali človeške transpozone. Rezultatov takrat niso objavili.

Ko so se k odkritju pozneje vrnili, so imeli na voljo precej več podatkov. Rekonstruirali so evolucijsko zgodovino BC200 in ugotovili, da je skozi razvoj primatov ustvarjal nove vključitve. Sledi njegove aktivnosti so prisotne tudi v današnji človeški populaciji, dve kopiji v virusu molluscum contagiosum pa kažeta, da njegova pot ni ostala omejena samo na človeški genom.

Kako je človeški zapis končal v virusu?

Molluscum contagiosum je poksvirus, ki povzroča kožno okužbo. Ameriški Centers for Disease Control and Prevention (CDC) navaja, da se ta običajno kaže kot majhne, dvignjene spremembe na koži. Pri zdravih ljudeh je praviloma blaga in lahko sčasoma izzveni brez zdravljenja.

Prav kožne celice bi lahko bile prizorišče davnega prenosa. Ker jih virus okužuje, raziskovalci menijo, da bi BC200 lahko iz človeka v virus prešel med takšno okužbo. Kaj natančno je sledilo, ostaja odprto vprašanje. Odkritje samo po sebi ne pomeni, da je prevzeti človeški element virus naredil nevarnejši.

Raziskava tudi ne kaže na pojav kakšne nove bolezni pred 100.000 leti. Genom virusa je v tem primeru predvsem nekakšen zapis dogodka, ki se je zgodil daleč v preteklosti in ga je danes mogoče rekonstruirati z genetskimi metodami.

Prenos genov ni nujno enosmeren

Virusi lahko skozi evolucijo pustijo svoje genetske sledi v gostiteljih, vendar promet očitno lahko poteka tudi v drugo smer. Prenosi iz gostitelja v virus so bili opaženi že pri drugih organizmih. V laboratorijskih poskusih so denimo raziskovalci konec osemdesetih let spremljali prenos transpozona iz celic molja v virus žuželk, pozneje pa so v virusu glodavcev odkrili tudi element, ki je izviral iz kače.

Primer BC200 je drugačen predvsem zaradi njegove dvojne narave. Element opravlja funkcijo v človeških celicah, hkrati pa je ohranil sposobnost premikanja. Naslednje vprašanje je zato še posebej zanimivo: ali virus človeški element samo nosi v svojem genomu ali ga tudi uporablja pri interakciji z okuženo celico?

Genom tako ni le arhiv, v katerem se skozi generacije kopičijo zapisi preteklosti. Njegovi deli lahko spremenijo položaj in vlogo, v redkih primerih pa prestopijo celo mejo med gostiteljem in virusom. Prav eden takšnih dogodkov je za seboj pustil sled, ki jo lahko znanstveniki berejo še približno 100.000 let pozneje.