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मानव डीएनए में वायरस जीन, आश्चर्यजनक रूप से, हमें संक्रमण से लड़ने में मदद कर सकते हैं

लाखों साल पहले हमारे पूर्वजों से पीड़ित वायरस प्राचीन इतिहास नहीं हैं - वे अब भी हमारे साथ हैं। वायरल जीन के अवशेष हमारे आधुनिक डीएनए का एक अपेक्षाकृत बड़ा हिस्सा बनाते हैं, और वैज्ञानिक ज्यादातर अनिश्चित रहे हैं कि क्या भूमिकाएं, यदि कोई हो, तो वे निभाते हैं।

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अब सबूत बताते हैं कि मानव विकास के दौरान हमने कुछ "जीवाश्म वायरस" से बचे हुए आनुवंशिक पदार्थ को तालिकाओं को चालू करने और हमारी प्रतिरक्षा प्रणाली को बीमारियों से लड़ने में मदद करने के लिए सह-चुना है।

वैज्ञानिकों ने जाना कि हमारे डीएनए में वायरस के बिट्स की भरपाई की गई है क्योंकि मानव जीनोम को लगभग 15 साल पहले पहली बार देखा गया था। फिर भी, "यह कई लोगों के लिए आश्चर्य की बात है, " यूटा विश्वविद्यालय में एक आनुवंशिकीविद्, सह-लेखक सेड्रिक फेस्चोट्टे कहते हैं। "यह लगभग अस्थिर है।"

अतिरिक्त आनुवंशिक कोड विशेष रूप से रेट्रोवायरस से आता है, जो एक अनोखे तरीके से मेजबान कोशिकाओं पर आक्रमण करता है। "सभी जानवरों के वायरस के बीच, वे एकमात्र हैं जो अपने स्वयं के आनुवंशिक पदार्थ को अपने मेजबान के गुणसूत्रों में एकीकृत करते हैं, " फ़िशचेट कहते हैं।

जब प्राचीन रेट्रोवायरस ने हमारे पूर्वजों को संक्रमित किया, तो उन्होंने कभी-कभी एक मानव शुक्राणु या अंडे की कोशिका में घुसपैठ की। यदि उन कोशिकाओं ने एक भ्रूण को निषेचित किया, तो उनमें शामिल किसी भी वायरल जीन में एक पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी तक सवारी करने का टिकट था।

रास्ते में, इन आक्रमणकारियों के डीएनए ने कभी-कभी नए वायरस को जन्म दिया - लेकिन केवल कुछ समय के लिए। पीढ़ी दर पीढ़ी, आनुवंशिक परिवर्तन धीरे-धीरे इन वायरस को बदल देते हैं और अंततः नई कोशिकाओं को संक्रमित करने या पूरी तरह से खुद को दोहराने की उनकी क्षमता को बंद कर देते हैं। आज, मानव जीनोम में छोड़ी गई अधिकांश प्राचीन वायरल विषमताओं का कोई स्पष्ट कार्य नहीं है।

"यह समझना महत्वपूर्ण है कि इस 8 प्रतिशत में से - ये हजारों बिट्स और डीएनए के टुकड़े पूरे जीनोम में बिखरे हुए हैं - उस सामग्री में से अधिकांश बस वहां बैठता है और क्षय होता है, " Feschotte बताते हैं। "हमारा काम, और वास्तव में हमारे पोस्ट-डॉक्टरल सहयोगी एड चुओंग का, जिन्होंने यह सब काम किया था, उन सभी कुछ तत्वों की पहचान करने के लिए हिस्टैक में सुइयों को खोजना था, जो सेलुलर इनोवेशन के लिए सह-चुने गए होंगे। विकास का कोर्स। ”

अपने काम के हिस्से के रूप में, वैज्ञानिकों ने प्राचीन रेट्रोवायरस के टुकड़ों को देखा जो प्रतिरक्षा में कार्य करने के लिए ज्ञात जीन के पास बैठते हैं। उन्होंने पाया कि जीवाश्म वायरस इंटरफेरॉन नामक प्रोटीन के संकेत के संपर्क में आने पर सक्रिय हो जाते हैं, जो एक वायरल संक्रमण के दौरान श्वेत रक्त कोशिकाओं और अन्य कोशिकाओं द्वारा जारी किए जाते हैं। इंटरफेरॉन वायरल विकास को रोकते हैं और आस-पास की अन्य कोशिकाओं में एंटी-वायरल प्रोटीन के उत्पादन को लॉन्च करते हैं।

इसके बाद टीम ने मानव कोशिकाओं की तीन अलग-अलग पंक्तियों को देखा कि क्या उनके जीनोम में जीवाश्म वायरस प्रो-इंफ्लेमेटरी सिग्नलिंग प्रोटीन के साथ बंध सकते हैं जो प्रतिरक्षा प्रणाली को आग लगाने में मदद करते हैं। उन्होंने 20 परिवारों की पहचान की, जिनमें एक ऐसा डबर्ड MER41 भी शामिल है, जो लगभग 45 से 60 मिलियन साल पहले वायरस के रूप में हमारे विकासवादी पेड़ में प्रवेश कर गया था।

टीम ने तब पता लगाया कि इन वायरल घटकों में से कुछ के बिना प्रतिरक्षा प्रणाली कैसे काम करती है। उन्होंने अवशेष वायरस डीएनए के चार टुकड़े निकालने के लिए CRISPR / Cas9 नामक जीनोम एडिटिंग टूल का इस्तेमाल किया। हर बार जब वे ऐसा करते हैं, तो यह हमारी जन्मजात प्रतिरक्षा प्रणाली को अपंग कर देता है - कोशिकाएं पूरी तरह से इंटरफेरनों का जवाब नहीं देतीं, जैसा कि वे पहले करते थे, टीम इस सप्ताह विज्ञान में रिपोर्ट करती है।

शोधकर्ता अनुमान लगाते हैं कि इस तरह के नियामक स्विच एक बार सुनिश्चित करते हैं कि प्राचीन वायरस प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के आगे खुद को दोहराने में सक्षम होगा, एक रणनीति जो एचआईवी सहित आधुनिक रेट्रोवायरस में देखी गई है।

"हम यह देखकर आश्चर्यचकित नहीं थे कि 50 मिलियन साल पहले एक वायरस वहाँ पहले से ही अपने स्वार्थ के लिए उस रणनीति का उपयोग कर रहा होगा, " Feschotte कहते हैं। "यह विडंबना है कि तालिकाओं को बदल दिया गया है, और इन वायरल-व्युत्पन्न तत्वों को जीन को नियंत्रित करने के लिए सह-ऑप्ट किया गया है, जो अन्य चीजों, वायरल संक्रमणों के बीच नियंत्रण करते हैं।"

अध्ययन से बाहर निकल रहा है क्योंकि यह प्राचीन वायरस से आनुवांशिक सामग्री को हमारे लाभ के लिए पुनर्खरीद करने के तरीकों के बढ़ते सबूतों के लिए जोड़ता है, यूनिवर्सिटी ऑफ ऑक्सफोर्ड के मेडिकल वायरोलॉजिस्ट गीकस मागिर्किनस कहते हैं। उदाहरण के लिए, एक प्रोटीन जिसे सिंक्रेटिन कहा जाता है, जो स्तनधारियों में प्लेसेंटा के निर्माण के लिए आवश्यक है, एक प्राचीन वायरल जीन से निकला है जो एक बार वायरस को शरीर में फैलने में मदद करता है।

"Feschotte कहते हैं, " यह केवल शायद ही कभी होता है कि इनमें से कुछ वायरल दृश्यों को सही समय पर सही स्थान पर उतारा गया था, लेकिन स्पष्ट रूप से कई अवसर आए हैं, और यह महत्वपूर्ण है। "यह संभवत: हिमखंड का सिरा है।"

हालांकि, मागिर्किनिस नोट करते हैं, जबकि वायरल डीएनए कुछ खास परिस्थितियों में हमारे जीन को बढ़ावा देने के लिए लगता है, लेकिन यह जरूरी नहीं है कि यह हमारे अस्तित्व के लिए अपरिहार्य हो। इसके बजाय, कुछ वायरल हेल्पर्स सक्रिय हो गए क्योंकि उन्होंने प्राचीन मनुष्यों को विशिष्ट परिस्थितियों में लाभ दिया।

"उदाहरण के लिए, " वह अनुमान लगाता है, "जन्मजात प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा देने के रूप में कागज में वर्णित है कि रेट्रोवायरस के बहिर्जात रूप से उत्पन्न एक प्राचीन महामारी से लड़ने का एक तरीका प्रदान किया गया है, या शायद एक और भी।"

इसी तरह की प्रक्रियाओं से गहरे परिणाम भी हो सकते हैं। इस तरह के वायरल अवशेष न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारी एएलएस सहित कई बीमारियों से जुड़े हैं। इन जीनों की भूमिका इस बीमारी में हो सकती है और अन्य बीमारियाँ भी बनी रहती हैं, लेकिन फ़ेश्चोटे और उनकी टीम को लगता है कि उनके काम से उन कारणों के नए सुराग मिल सकते हैं, जो वायरल अवशेष हमारे जीनोम में सक्रिय हो जाते हैं और जब यह प्रक्रिया होती है तो क्या होता है।

"इन वायरल-व्युत्पन्न स्विचों में से कुछ का पुनर्सक्रियनकरण एक परीक्षण योग्य परिकल्पना का सुझाव दे सकता है कि क्या हो सकता है जब ये वायरल अनुक्रम गलत हो जाते हैं, उदाहरण के लिए कुछ कैंसर और ऑटोइम्यून बीमारियों के संदर्भ में, " वे कहते हैं।

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