Aktuální číslo:

2020/6

Téma měsíce:

Léky pro budoucnost

Endogenní retroviry – genetické fosilie, nebo zombie?

 |  17. 7. 2014
 |  Vesmír 93, 444, 2014/7

Současný boom sekvenování celých genomů nejrůznějších organismů přináší záplavu dat, která posouvají naše znalosti o genetice, variabilitě a vzájemné příbuznosti druhů nebo celých taxonomických skupin. Nejnovějšími metodami dokážeme v krátké době sekvenovat genomy konkrétních jedinců včetně našich předchůdců z pozdního pleistocénu. Mimo jiné získáváme také informace o tom, že genomy obratlovců jsou plné retrovirových sekvencí, tedy úseků DNA, které odpovídají infekčním a zpravidla patogenním retrovirům. Přítomnost takových retrovirových sekvencí je dědičná a nezávisí na infekci prodělané zkoumaným jedincem, nazýváme je proto endogenní retroviry.

Již první celogenomové sekvence člověka zveřejněné v r. 2001 ukázaly, že zastoupení endogenních retrovirů je enormní: z celkové lidské DNA tvoří okolo 8 %, což je několikanásobně více než DNA kódující bílkoviny. Když připočítáme ostatní mnohonásobně opakované sekvence DNA, které se podobně jako retroviry pomnožují reverzní transkripcí z RNA do DNA, dostaneme se až k 45 % lidského genomu. Tak veliká frakce genomu tvořená v podstatě parazitickými a zčásti mobilními sekvencemi, vyvolává palčivé otázky. Jaký je původ endogenních retrovirů? Jak mohou genomy vlastně zvládat takovou zátěž, aniž by se rozpadly složité regulační sítě kontrolující buněčné funkce včetně dělení? Je-li v evoluci obratlovců udržováno takové množství genomových parazitů, mohou mít pro své hostitele nějaké prospěšné funkce?

Kde se vzaly?

Původ endogenních retrovirů je nyní v hrubých rysech jasný: při retrovirové infekci mohou být infikovány také buňky germinální linie, tedy buňky, které dávají vznik příští generaci. U savců včetně člověka se nabízí např. spermatogonie, prekurzory spermií. Pokud se retrovirus dostane do buňky germinální linie a včlení se (integruje) do její DNA, bude mít jedinec vzniklý z této pohlavní buňky po jedné retrovirové kopii ve všech svých somatických buňkách, ale též ve všech buňkách pohlavních, kterými přenese retrovirovou kopii na všechny své potomky. Infekční retrovirus se stává endogenním a přenáší se nikoli horizontálně mezi jedinci v populaci, ale vertikálně, z rodiče na potomka. Pokud se při reprodukci sejdou dva příbuzní jedinci se stejnou retrovirovou integrací, může se v jejich potomstvu objevit retrovirová sekvence v homozygotním stavu, tj. ve dvou kopiích ve stejné pozici na obou chromozomech (obr. 1). Nakonec může dojít až k fixaci endogenního retroviru v populaci, to znamená, že nositelé konkrétní retrovirové kopie v populaci převládnou a v extrémním případě jedinci bez endogenního retroviru vymizí. Takový proces vyžaduje dostatek času a nenáhodné setkávání jedinců při reprodukci, ke kterému dochází v početně omezených populacích. V genomu člověka se všechny známé kopie nacházejí v homozygotním stavu. Jedním z možných vysvětlení je, že předkové moderního člověka se vyskytovali v malých populacích, kde se uplatňují jak náhodný genetický drift tak příbuzenská reprodukce. Endogenní retroviry nám uchovávají informaci o tom, jak vypadaly retroviry v dávné evoluční minulosti, jsou to vlastně virové fosilie.

Nyní vidíte 16 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Virologie

O autorovi

Jiří Hejnar

RNDr. Jiří Hejnar, CSc., (*1962) vystudoval Přírodovědeckou fakultu Univerzity J. E. Purkyně (nynější Masarykovu universitu) v Brně. V Oddělení virové a buněčné genetiky Ústavu molekulární genetiky AV ČR, v. v. i., se zabývá retroviry a jejich vztahy s hostitelskými buňkami.
Hejnar Jiří

Doporučujeme

Paradoxy infekce způsobené SARS-CoV-2

Paradoxy infekce způsobené SARS-CoV-2

Jiří Beneš, Ladislav Machala  |  1. 6. 2020
Přestože řada otázek čeká na vysvětlení, vědci rychle skládají obraz infekce novým virem.
O líných algoritmech, logice a hledání cest pro roboty

O líných algoritmech, logice a hledání cest pro roboty uzamčeno

Pavel Surynek  |  1. 6. 2020
Jak přimět desetiletí propracovávané všemožné triky pracovat na hledání optimální cesty pro mobilní roboty k dosažení cíle a chytře odřezávat...
Potíže s hrochy

Potíže s hrochy uzamčeno

Pavel Hošek  |  1. 6. 2020
Hroši, ač tvorové obojživelní, údajně neumějí plavat. Opravdu neumějí? A pokud ne, jak mohli v minulosti proniknout na rozmanité ostrovy, na nichž...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné