Genom v pohybu

Když se řekne lidský genom, většina z nás si představí jakýsi „návod na vytvoření člověka“, tedy soubor genů, které jsme zdědili po rodičích. Ve skutečnosti je však náš genom pestrou kronikou dávných setkání, konfliktů i spolupráce s jinými organismy. Významnou část této kroniky tvoří sekvence virového původu, zejména tzv. endogenní retroviry.

Retroviry mají genetickou informaci uloženu v RNA. Dokážou ji přepsat do DNA a vložit ji do genomu svého hostitele. Pokud retrovirová infekce zasáhne pohlavní buňky, může se virová DNA přenést do dalších generací a stát se trvalou součástí dědičné informace hostitele. Tak vznikají endogenní retroviry, jejichž pozůstatky tvoří přibližně 8 % lidského genomu, tedy více než všechny naše „klasické“ geny dohromady (protein-kódující části genů neboli exony tvoří jen 1,5 procenta).

Retrovirové epidemie postihovaly primáty opakovaně, zejména v období posledních desítek milionů let. Některé rodiny lidských endogenních retrovirů (např. HERV-K) však pronikaly do genomu ještě poměrně nedávno, před zhruba 200–500 tisíci lety, tedy již v době raných populací Homo sapiens či jejich bezprostředních předků. Většina těchto sekvencí je dnes nefunkční, umlčená mutacemi a epigenetickými mechanismy.

Mohou být užitečné?

Na první pohled by se mohlo zdát, že jde o pouhý genetický odpad, o relikty dávných infekcí bez významu. Jenže evoluce je mistr recyklace. Některé virové sekvence byly postupně „ochočeny“ a převzaty do služeb hostitele, tedy člověka. Jeden z nejznámějších příkladů představují geny kódující syncytiny – proteiny pocházející z obalových proteinů retrovirů. Dnes hrají klíčovou roli při vzniku placenty: umožňují splývání buněk a tvorbu syncytiotrofoblastu, struktury nezbytné pro výměnu látek mezi matkou a plodem. Bez dávné virové infekce by tedy savčí reprodukce v podobě, jak ji známe, pravděpodobně nevznikla.

Endogenní retroviry se navíc podílejí i na regulaci genové exprese běžných lidských genů. Jejich regulační sekvence mohou fungovat jako promotory či zesilovače (enhancery) a ovlivňovat, kdy a kde se určité geny zapínají a jak silně jsou aktivní. V některých případech hrají roli také v imunitní odpovědi, například tím, že „připravují“ buňky na obranu proti skutečným virovým infekcím. Na druhé straně mohou endogenní retroviry představovat i riziko, jejich deregulace byla spojena s některými autoimunitními chorobami či nádory.