Сотні тисяч років тому наші предки були заражені ретровірусом. Зараз деякі дослідники вважають, що давні генетичні сліди цього вірусу все ще присутні в геномах деяких людей мовчки пропагують звикання.
Генетичні сліди ретровірусу під назвою HK2 частіше зустрічаються у людей з наркоманією, ніж у людей, які не мають звикання, і ці сліди можуть впливати на навколишні гени, що, в свою чергу, може вплинути на поведінку людини, повідомила сьогодні міжнародна група дослідників (24 вересня ) у журналі "Праці Національної академії наук".
Ретровіруси - які включають HK2, а також вірус імунодефіциту людини (ВІЛ) - це віруси, які можуть вставити свій генетичний код у ДНК господарів. Вважається, що приблизно від 5 до 8 відсотків геному людини заповнені слідами древніх ретровірусів, які знайшли шлях до наших генів, заразивши наших предків епохи тому.
Здебільшого ці стародавні ретровірусні підписи не сильно відрізняються між людьми - іншими словами, ви та випадкова людина, з якою ви стикаєтесь, ймовірно, маєте однакові види та кількість цих давніх слідів у ваших генах. На противагу цьому, сліди вірусу HK2 існують лише у 5 до 10 відсотків людей у всьому світі.
Це означає, що в грандіозній схемі еволюції ця вірусна інфекція трапилася відносно недавно, тому вона не встигла навіть викреслити серед популяції або відколовся природним відбором. "Щодо недавнього", в цьому випадку, означає, що він ховається в генах людини - а також був присутній в генах неандертальців і денісованців - принаймні 250 000 років.
Ховається давні інфекції
У першій частині нового дослідження дві групи дослідників, одна з Афінського університету в Греції та інша з Оксфордського університету у Великобританії, проаналізували ДНК людей, щоб перевірити, чи були ті, у кого в генах були сліди HK2. більше шансів мати звикання до звикання.
У Греції дослідники проаналізували гени понад 200 людей, які мали ВІЛ, а в США дослідники проаналізували ДНК приблизно 180 людей з вірусом гепатиту С. Обидва вірусу можуть поширюватися шляхом внутрішньовенного вживання наркотиків.
Команда в Греції виявила, що у тих, хто захворів на ВІЛ через внутрішньовенне вживання наркотиків, в 2,5 рази більше шансів виявити сліди HK2 у своєму геномі, ніж ті, хто заразився іншими засобами, такими як секс. Аналогічно, у Великобританії ті, хто заразився гепатитом С через внутрішньовенне вживання наркотиків та були тривалими споживачами наркотиків, в 3,6 рази частіше мали HK2 у своїх генах, ніж ті, хто не був заражений через вживання наркотиків.
Раніше було відомо, що у людей зі слідами HK2 в їхній ДНК ці сліди можна знайти в гені під назвою RASGRF2, який грає роль у вивільненні дофаміну в мозку. Дофамін - це нейромедіатор, який тісно пов'язаний із ланкою задоволення мозку, і, як вважається, сприяє повторенню приємних занять. Більше того, хімічний засіб може змінити спосіб наведення мозку, щоб змусити когось повторити приємні дії, повідомляє Національний інститут зловживання наркотиками. Як відомо, вживання наркотиків вивільняє великі сплески дофаміну в мозку.
У другій частині дослідження дослідники дослідили, чи впливають сліди HK2 на людські гени. У лабораторному експерименті вчені використовували генетичні «ножиці» - CRISPR-Cas9 - для вставки слідів HK2 в ДНК клітин людини, які ще не містили його. Зокрема, вони вставили сліди вірусу в точне місце, де воно було знайдено в ДНК людини, в гені RASGRF2.
Вони виявили, що введення слідів давнього вірусу змінило виразний малюнок RASGRF2; іншими словами, це змінило процес, завдяки якому інформація, що зберігається в ДНК, використовувалася для створення білків.
Тим не менш, оскільки цей другий експеримент був зроблений на лабораторних стравах, а не на людях, вплив цього висновку на звикання до поведінки, що залишається, залишається незрозумілим.
Чи може націлення на давні віруси призвести до кращих втручань?
Нове дослідження "вперше показало, що стародавнє вірусне введення, яке мінливо присутнє в популяції, має вимірний, в даному випадку згубний вплив на нашу біологію", - зазначив старший автор дослідження Аріс Кацуракіс, професор еволюції та геноміки в Оксфордському університеті, який керував частиною дослідження у Великобританії. Кацуракіс додав, що перша частина дослідження - в якій дослідники спостерігали більш високі показники вірусних слідів у споживачів наркотиків - лише виявляє асоціацію, але друга частина експерименту показує вірусні вставки, що спричиняють зміни в біології клітин.
Більше того, "інтеграція вірусу відбулася тисячі років тому, що передувала звичній поведінці, яку ми бачимо сьогодні", - сказав Кацуракіс Live Science. У своїй роботі дослідники припустили, що, можливо, в один момент інтеграція цього вірусу була корисною для людини, і тому він деякий час панував, уникаючи розуміння природного відбору.
Тепер команди сподіваються зрозуміти, як саме сліди HK2 можуть впливати на звикання. Це потенційно може призвести до "кращих стратегій втручання", - сказав Кацуракіс. "Якщо ми можемо зробити наркотик для націлювання на цю введення, ми можемо бути в кращому місці, щоб допомогти людям, які одужали від такої поведінки".
"Я думаю, що наслідки цього дослідження величезні", - сказав Ендрю Сяо, доцент генетики Центру стовбурових клітин Єльського університету, який не був учасником дослідження. "Це говорить нам, що існує багато вразливих місць, які підлягатимуть вірусної інтеграції". Люди підозрюють це і вже давно збирають дані про нього, але "я вважаю, що відношення до хвороби людини є досить свіжим", - сказав він Live Live.
Тим не менш, потрібно набагато більше досліджень. "Я думаю, що це дуже вдалий старт для того, щоб попереду багато цікавої роботи", - додав Сяо.
