نقش ویروس‌های باستانی در سیستم ایمنی

 حدود 8 درصد از DNA ما دارای منشاء ویروسی است. این‌ بخش از DNA، بازمانده‌ مبارزه‌ای باستانی بین ویروس‌های بیماری‌زا و اجداد ما است. اغلب این به اصطلاح "ویروس‌های درون‌زا" را عناصر مرموزی می‌دانند که اهمیت بیولوژیکی مشخصی ندارند. اما بر اساس نتایج مطالعه‎ای که دانشمندان دانشکده پزشکی دانشگاه یوتا انجام داده‌اند، فرآیند تکامل با تغییر کاربری این پسماندهای ویروسی آن‌ها را به سلاح‌هایی برای ازبین بردن همنوعانشان تبدیل کرده است.


دانشمندان در این مقاله که چهارم مارس نشریه Science آن را منتشر کرد به این نتیجه رسیده‌اند که قطعاتی از DNA ویروسی موجود در ژنوم ما ژن‌هایی را تنظیم می‌کنند که بخش جدایی ناپذیر سیستم ایمنی ذاتی ما هستند و خط مقدم مبارزه با عوامل بیماری‌زا از جمله ویروس‌ها محسوب می‌شوند. وقتی که بخشی از این DNA ویروسی به صورت آزمایشی حذف شود سیستم ایمنی فلج می گردد.

دکتر سدریک فچوت استادیار ژنتیک انسانی و یکی از نویسندگان ارشد این مطالعه می‌گوید: "ما نشان داده‌ایم که ساختار زیست شناسی ما را بعضی از این ویروس‌های درون‌زا شکل داده‌اند. بقایای ویروسی موجود در ژنوم پستانداران تشکیل سیستم ایمنی ذاتی را تسریع کرده است."

توانایی سیستم ایمنی ذاتی انسان در مقابله با مهاجمان خارجی نیازمند یک واکنش کاملا هماهنگ است. سلول‌های آلوده با آزاد کردن اینترفرون‌ها به سلول‌های مجاور اعلام خطر می‌کنند. اینترفرون یک سیگنال مولکولی است که ارتشی از صدها ژن را برای مبارزه با یک مهمان ناخوانده فعال می‌کند. این پژوهشگران با بررسی داده‌های ژنومی سلول‌های انسانی (که در دسترس‌عموم نیز قرار دارند) هزاران رتروویروس درون‌زا را شناسایی کرده‌اند که به نظر می‌رسد با اینترفرون فعال می‌شوند. درهرحال چون این ویروس‌ها میلیون‌ها سال پیش وارد ژنوم ما شده‌اند مدتهاست که توانایی تولید ذرات ویروسی  بیماری‌زا را از دست داده‌اند. یکی از سرنخ‌هایی که در شناسایی نقش امروزی این DNA ویروسی به دانشمندان کمک می‌کند موقعیت قرارگیری آن‌ها در ژنوم است. این عناصر به صورت تصادفی در ژنوم پراکنده نشده‌اند بلکه تعداد آن‌ها در نزدیکی ژن‌هایی که دارای نقش شناخته شده در سیستم ایمنی هستند، بیشتر است.

دکتر فچوت در این باره می‌گوید: "این یکی از اولین نشانه‎هایی بود که احتمال دخالت این عناصر در تنظیم ژن‌های سیستم ایمنی را برای ما مطرح کرد."

دانشمندان برای پاسخ به این سوال که آیا این قطعات DNA واقعاً برای سیستم ایمنی مهم هستند یا خیر با استفاده از ابزار ویرایش ژنتیکی CRISPR/Cas9 در کشت سلولی، چندین توالی ویروسی را که هرکدام در نزدیکی یکی از ژن‌های سیستم ایمنی قرار داشتند یک به یک حذف کردند. در سلول‌های تغییر یافته، ژن‌های ایمنی نزدیک به توالی‌های حذف شده در پاسخ به اینترفرون فعالیت مناسبی نداشتند که این نشان‌دهنده نقش این توالی‌ها در تنظیم بیان ژن‌های سیستم ایمنی است. علاوه براین وقتی سلول‌هایی که توالی ویروسی موجود در مجاورت ‌ژن AIM2 آن‌ها حذف شده بود در به ویروس آلوده شدند، توانایی آن‌ها در بروز واکنش ایمنی موثر بشدت کاهش پیدا کرد. به صورت کلی این نتایج نشان دهنده نقش انکارناپذیر DNA ویروس‌های باستانی در به وجود آمدن سیستم دفاعی مناسب در مقابل ویروس‌های امروزی است.

از آنجایی که در نزدیکی بسیاری از ژن‌های سیستم ایمنی توالی‌های ویروسی مشابهی جای گرفته است نقش آنها همراه باهم کمک به هماهنگ کردن دفاع سلولی است. دکتر چانگ یکی دیگر از همکاران این مطالعه توضیح می‌دهد که "واکنش اینترفرون به عنوان زنگ خطر سلول عمل می کند. براساس یافته‌های ما بسیاری از تنظیم کننده های مهم این سیستم در واقع از ویروس‌های باستانی مشتق شده‌اند." در این مطالعه شواهد دیگری نیز یافت شده که نشان می‌دهد سایر رتروویروس‌های درون‌زا به صورت مستقل واکنش اینترفرون را در سایر پستانداران اصطلاحا "سیم‌کشی" می‌کنند و به صورت بالاقوه به یک مکانیسم عمومی اشاره دارد که واکنش‌های اصلی ایمنی اختصاصی گونه‌های مختلف را ایجاد می کند

دکتر الدی دیگر همکار این تحقیق می‎گوید "احتمالا حفظ این باقیمانده‌های ویروسی در سیستم‌های ایمنی ذاتی تصادفی نبوده است." سیستم ایمنی به وسیله پاتوژن‌هایی که به سرعت تکامل پیدامی کنند و تاکتیک‌های تهاجمی خود ارتغییر می‌دهند دائماً به چالش کشیده می‌شود.

    از دیدگاه دکتر الدی "بسیاری از ویروس‌ها در اصل برای تکمیل چرخه همانندسازی خود وارد ژنوم ما شده اند، اما فرایند تکامل به گونه‌ای پیش رفته که ورق به نفع ما برگشته است."


منبع: مجله علمی ایران