iPon Cikkek

Hogyan lett vírusos az agyunk

Dátum | 2013. 11. 17.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A „hétköznapi” vírusfertőzések többsége során a vírus csak átmenetileg tartózkodik szervezetünkben. Hosszabb-rövidebb időre megtelepszik sejtjeinkben, másolatokat készít magáról, majd más sejteket is megfertőz. Idővel azonban az immunrendszer elbánik ezekkel a betolakodókkal. Van azonban a kórokozóknak egy másfajta csoportja, amely a genomba is képes beépülni: saját génjeit beilleszti DNS-ünkbe. Attól függően, hogy ezt melyik sejtünkkel teszi meg, különböző következményekkel számolhatunk. Ha a szerencsés kórokozó egy petesejt DNS-ébe épül be, és a petesejt idővel megtermékenyül, a kifejlődő embrió minden egyes sejtje hordozni fogja a vírus génállományát, a felnövő egyed pedig utódainak is továbbadja a vírust. Az úgynevezett endogén retrovírusok közt akadnak nagyon veszélyes példányok. A koalák körében például jelenleg is tombol egy ilyen járvány. Mivel a vírus egyedről egyedre és szülőről utódra is terjed, megállítására nem sok esély van. A fertőzés következményei változatosak, attól függően, hogy a DNS melyik részére épül be a vírus örökítőanyaga. Teljesen ártalmatlan is lehet, de az is előfordulhat, hogy valamilyen létfontosságú funkciót zavar meg, és a sejt halálhoz vezet, vagy éppen ellenkezőleg: kóros sejtburjánzást indít be. A vírus vélhetően idővel ártalmatlanná fog válni. Az immunrendszer módot talál terjedésének megállítására, a mutációk pedig széttördelik a vírusgenomot, alkalmatlanná téve azt a sejtből való kilépésre. Egy darabig még másolódhat ugyan, de ezek a másolatok is csak ugyanazon sejt genomjába épülnek bele, később pedig teljesen elveszíti a replikáció képességét.

Mindezt azért tudjuk, mert saját fajunk is átvészelt már nem egy hasonló vírusfertőzést. Az elmúlt 50 millió évben rengeteg vírus genomja épült bele DNS-ünkbe, és nyomaik pedig még ma is látszanak örökítőanyagunkban. Napjaink embere körülbelül félmillió „vírustetemet” hordoz genomjában, amelyek jelentős részében a többi főemlős is osztozik. Összességében az emberi genom 8 százalékáról mondható el, hogy virális eredetű. Ezen DNS-szakaszok túlnyomó részének nincs ismert funkciója: a fertőzést túléltük, és azóta genomunkban hordozzuk annak emlékét, generációról generációra továbbadva a bázissorokat. Időről időre előfordul azonban, hogy egy-egy virális eredetű szakasz néhány mutáció után valamilyen hasznos működésre tesz szert. Több tízmillió évvel ezelőtt őseink például egy vírusproteinből kezdték el kialakítani a méhlepényt. A vírusok DNS-e azonban nem csak fehérjék formájában válhat hasznossá. Az emberi génszabályozás fontos részét jelentik az úgynevezett enhancer-régiók. Ha egy bizonyos fehérje egy gén enhanceréhez kapcsolódik, az fokozni kezdi a gén működését, vagyis a szakaszon kódolódó fehérje nagyobb mennyiségben kezd termelődni. A vírusok örökítőanyaga szintén rendelkezik ilyen szabályozó régiókkal, amelyek a fertőzés során kulcsszerepet játszanak abban, hogy a sejt saját proteinjei helyett a vírus sokszorosítására fordítja erőforrásait. De mi történik, ha egy vírus enhancere véglegesen az emberi genom részévé válik? Egy kutatócsoport nemrégiben közelebbről is megvizsgálta a problémát. Ennek érdekében átnézték az emberi genomot, a legfiatalabb endogén retrovírusok enhancerei után kutatva DNS-ünkben. Ezek az úgynevezett emberre specifikus endogén retrovírusok röviddel azt követően fertőzték meg őseinket, hogy fajunk különvált a csimpánzoktól. Ezt onnan tudják a szakértők, hogy a vírusok minden ma élő emberben kimutathatók, más főemlősökben azonban nincs nyomuk.
A kutatók arra voltak kíváncsiak, hogy vajon ezen virális eredetű enhancerek közt akad-e olyan, amelyik napjainkban már egy emberi gén működését szabályozza. Ehhez olyan enhancereket kerestek, amelyek közel foglaltak helyet, egy-egy emberi génhez. Hat ilyet sikerült azonosítaniuk, azonban ezek közül csak egy mutatta jelét annak, hogy valóban fokozólag hat egy génünk kifejeződésére. Ez a bizonyos gén a PRODH, amely a prolin-dehidrogenáz nevű enzimet kódolja. Ez utóbbi fontos szerepet játszik a neuronok kommunikációjában, és amennyiben nem működik megfelelőn, komoly „üzemzavarok” lépnek fel az agyban. 1999-ben egy kutatócsoport egerekben deaktiválta a PRODH génjét, hogy pontosabb képet alkothasson annak funkciójáról. A kutatók a kísérletek során rendszertelen időközönként hangos, riasztó hangokat játszottak le az egereknek. A következő fázisban egy lágy hanggal előre jelezték, ha közeledett a hangos hanghatás. A kontrollcsoport egerei rövidesen megtanulták, hogy a halk hang után mi következik, és sokkal kevésbé riadtak meg a hangos zajtól. Azok az egerek viszont, amelyekben a PRODH génje nem működött, semmi jelét nem mutatták, hogy felfogták volna az összefüggést: ugyanúgy megriadtak a hangos hanghatástól, mint a kísérlet legelején. Más kutatások során szintén igazolást nyert, hogy a prolin dehidrogenáz nagyon fontos szerepet játszik az egészséges agyműködésben. A szakértők szerint többek közt ezen gén mutációja állhat a skizofrénia hátterében, deléciója (genomból való törlődése) pedig egy ritka pszichiátriai megbetegedés, a DiGeorge-szindróma kialakulásához vezethet. A kutatók tehát megtalálták a PRODH génjének virális enhancerét, majd megvizsgálták, hogy pontosan hogyan is működik a különös rendszer. Eredményeik alapján, amelyeket a Proceedings of the National Academy of Sciences oldalain megjelent tanulmányukban foglaltak össze, a PRODH az agyban, és azon belül is egyes jól meghatározható régiókban mutatja a legnagyobb aktivitást. Ezen kiemelt területek egyike a hippokampusz, ahol emlékeink rendszerezése folyik.

A kutatók véleménye szerint a virális enhancer kulcsszerepet játszik abban, hogy a gén a szervezeten belül hol a legaktívabb. Míg testi sejtjeink többségében az enhancer régió működése molekuláris úton tompítódik, a hippokampusz sejtjeiben mindenféle korlátozás nélkül, szabadon fejtheti ki hatását a PRODH génjére. További érdekesség, hogy az enhancert aktiváló fehérje, a SOX2 szintén az átlagosnál nagyobb mennyiségben termelődik a hippokampusz sejtjeiben, ezzel is fokozva az enzimtermelést. A kutatás eredményei különösen érdekesnek tűnnek annak fényében, hogy amennyire tudjuk, egy kizárólag fajunkra korlátozódó jelenségről van szó. A csimpánzokban (és ahogy már kiderült az egerekben) is megvan ugyan a PRODH génje, a virális enhancer azonban hiányzik. Ennek következtében a csimpánzok agyában nem termelődik nagyobb mennyiségben a prolin-dehidrogenáz. A kutatók szerint a következő történhetett: Őseinket néhány millió évvel ezelőtt megfertőzte egy vírus, amely idővel genomunk szerves részévé vált. Később egy mutáció következtében a vírus enhancere a PRODH génjének közelében kötött ki, néhány további mutáció pedig azt eredményezte, hogy az enhancer az agy egyes részein fokozni kezdte a gén aktivitását. Azzal kapcsolatban egyelőre csak ötletek vannak, hogy ez a változás hogyan is befolyásolhatta az emberi agy fejlődését, de annak fényében, amit a prolin-dehidrogenáz termelődésének zavarairól tudunk, a mutációk valószínűleg nagyon lényeges következményekkel jártak. Hogy pontosan mik is lehettek ezek, annak kiderítéséhez további vizsgálatokra és kísérletekre lesz szükség. Elképzelhető, hogy csak egy újabb aprócska kirakósdarabról van szó, de akár az is lehetséges, hogy ez a változás volt az emberi evolúció egyik legfontosabb lépése. Mindenesetre igen izgalmasnak tűnik az az elképzelés, miszerint emberi voltunk jelentős részben egy ősrégi vírusfertőzésnek köszönhető.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

10. Core62
2013.11.17. 17:17
DISZNÓDAJT
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. Core62
2013.11.17. 17:17
*Sajt
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. noPublicFG
2013.11.18. 06:55
Az ember azért okosabb az állatoknál, mert 10 millió éve megbetegedett az agya egy vírussal...
huh!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. rtagore
2013.11.18. 08:14
Az evolúció mi mindenre képes! Ez a vizsgálódás is azt mutatja, hogy nagyon sok véletlen esemény irányítja az élővilág fejlődését. Azért kíváncsi lennék, az univerzumban máshol is kialakulhatott-e élet, értelmes civilizáció. Hiába a sok milliárdszor sok milliárd bolygó, koránt sem biztos, hogy idegen planétán is van élet a Földön kívül. Reménykedni lehet, hogy igen, de valószínűbb, hogy nem. Egyedül vagyunk.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. bognar
2013.11.18. 12:39
Ha a világegyetem végtelen, végtelen sok bolygó van benne, így biztos hogy van benne rajtunk kívül is élet, méghozzá végtelen mennyiségben. Felfogni emberi aggyal/mértékkel nem igazán lehet, mármint a végtelent. Érdekes cikk volt ez is, szeretem olvasgatni az ilyeneket.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. rtagore
2013.11.18. 15:54
A világűr valóban végtelen, de univerzumunk véges. Bizonyíték erre az ősrobbanás, és az, hogy egy határon túl már nem látnak galaxisokat. Minél messzebbre tekintenek az időben, annál fejletlenebb csillagvárosokat találnak. Hogy a mi univerzumunkon kívül van-e több is, ki tudja.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. VAjZY
2013.11.18. 17:19
Se Jools (vagy az eredeti cikk írója, ha fordítás), se noPublicFG megfogalmazását se értem. Persze, érthető, hogy ha azt mondják, vírus, egyből negatív jut eszünkbe, hiszen általában betegségek kapcsán van róluk szó, de valójában a vírus nem egy kifejezetten negatív dolog, szóval nem lenne semmi meglepő ebben, ha tényleg így történt volna, ahogy az eddigiek alapján sejtik.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. Cannapeace
2013.11.19. 02:10
A csimpánzokban (és ahogy már kiderült az egerekben) is megvan ugyan a PRODH génje, a virális enhancer azonban hiányzik. egykos gén modosítás és ott az okos egér az okos telefon melett amugy ez már inkább meg magyarázza létünket mint egy istenista szekta teszi azt.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. Ronan
2013.11.24. 21:24
Szerintem úgy hogy ideszülettünk ebbe mázos hazug világba,ami egy rakás szart nem ér ma.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. Meteoreso
2013.12.09. 11:19
Ez egyáltalán nem biztos hogy ettől a vírustól vagyunk okosabbak.
Csak ez a változás is akkoriban történt,és még ki tudja mennyi.
Amiből pár arra a pályára tette az agyat hogy értelmesebben gondolkodj egy majomtól.
Messzemenő következtetéseket ebből még szerintem ne vonjunk le.
Bár az érdekes kérdés hogy fognak az agy kifejlődéséről kutatni ha emberekkel nem kísérletezhetnek mert a majom nem mondja el mit lát...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!