Alrededor del ocho por ciento de nuestro ADN es de origen viral: restos de antiguas batallas entre virus infecciosos y nuestros antepasados. Estos llamados virus endógenos a menudo se perciben como una mera rareza sin un significado biológico claro. Pero un nuevo estudio realizado por científicos deLa Facultad de Medicina de la Universidad de Utah muestra que la evolución ha reutilizado algunos de estos restos virales en armas contra su propia especie.
Publicado en ciencia el 4 de marzo, los científicos informan que fragmentos de ADN viral incrustados en nuestro genoma son genes reguladores que son componentes integrales de nuestro sistema inmune innato, la primera línea de defensa contra los patógenos, incluidos los virus. Cuando algunos de estos fragmentos de código extrañose eliminan experimentalmente, el sistema de defensa queda paralizado.
"Mostramos que algunos de estos virus endógenos han dado forma a nuestra biología", dice Cédric Feschotte, Ph.D., coautor principal y profesor asociado de genética humana. "Dentro de los genomas de los mamíferos hay depósitos de ADN viral que han impulsado la innovacióndel sistema inmune innato "
La capacidad del sistema inmune innato humano para derrotar a los invasores extranjeros depende de una respuesta bien coordinada. Tras la infección, las células envían una alarma silenciosa liberando interferones, una señal molecular que activa las células cercanas para activar un arsenal de cientos de genes que luchanintrusos. Al analizar conjuntos de datos genómicos disponibles públicamente de células humanas, los autores descubrieron miles de retrovirus endógenos que parecían ser activados por interferones. Sin embargo, debido a que estos retrovirus se estrellaron en nuestros genomas hace muchos millones de años, han perdido la capacidad por mucho tiempo.para producir partículas infecciosas. Una pista de una posible función moderna de algunos de estos elementos inducibles por interferón provino de su ubicación en el genoma. En lugar de distribuirse al azar, se enriquecieron cerca de genes con funciones conocidas en inmunidad.
"Estas fueron las primeras señales para nosotros de que algunos de estos elementos pueden estar realmente involucrados en la activación de genes de inmunidad", dice Feschotte, quien colaboró en el proyecto con el profesor asistente de genética humana y coautor principal, Nels Elde, Ph.D.., y el autor principal Edward Chuong, Ph.D., becario postdoctoral de Jane Coffin Childs.
Para probar si los fragmentos de ADN viral eran realmente importantes para la inmunidad, los científicos utilizaron la herramienta de edición de genes CRISPR / Cas9 en cultivo celular para eliminar una por una varias de estas secuencias virales, cada una ubicada cerca de genes inmunes conocidos.las células que carecen del código extraño, los genes inmunes adyacentes no podían activarse adecuadamente en respuesta al interferón, lo que demuestra que actúan como interruptores derivados del virus. Además, cuando las células que carecen del elemento de ADN viral cerca del gen de defensa inmune AIM2 estaban infectadas con virus, susla capacidad de ejecutar una respuesta inmune efectiva se redujo enormemente. En conjunto, los resultados indican que el ADN viral antiguo se ha vuelto importante para montar una defensa adecuada contra las infecciones virales actuales.
Debido a que interruptores derivados de virus similares están integrados cerca de muchos genes inmunes, la implicación es que juntos ayudan a coordinar nuestras defensas celulares ". La respuesta al interferón es como el sistema de alarma de la célula. Descubrimos que algunos de los interruptores más importantesen este sistema en realidad se derivan de virus antiguos ", explica Chuong. El informe también encuentra pistas de que otros retrovirus endógenos pueden" cablear "de forma independiente las respuestas de interferón de otros mamíferos, lo que potencialmente apunta a un mecanismo generalizado subyacente a las respuestas inmunes específicas de la especie.
"Es probable que no sea accidental que los sistemas inmunes innatos recuperen algunos de estos restos virales", dice Elde. Las defensas inmunes son continuamente desafiadas por patógenos que evolucionan rápidamente y cambian las tácticas de invasión. Para mantenerse al día, la evolución simplemente reorganizó el material genético quefue suministrado previamente por virus.
"Muchos virus ingresaron originalmente a nuestros genomas como parte del proceso de replicación viral", dice Elde. "El proceso evolutivo cambió las tornas para nuestro beneficio".
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Materiales proporcionado por Universidad de Ciencias de la Salud de Utah . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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