عدو تحول إلى حليف: جينات فيروسية قديمة تحمي الدماغ من إصابات جديدة – ترجمة* محمد جواد آل السيد ناصر الخضراوي

Enemy turned ally: Ancient viral genes protect the brain against new infections
(The Company of Biologists – تقديم: شركة علماء الأحياء)

ملخص المقالة:

تتأثر حياتنا اليومية بالفيروسات وقد ساهمت العدوى التي حدثت لنا منذ ملايين السنين في تطورنا، وذلك لأن الجينات الفيروسية قد تم دمجها في الحمض النووي للمضيف المصاب ثم توارثتها الأجيال، مطورةً غالبًا وظائف مختلفة بمرور الوقت. وفي دراسة نشرت في مجلة “التنمية”، كشف باحثان يابانيان أن جينين اثنين من الفئران، تركتهما عدوى فيروسية منذ ملايين السنين، قد تطورا للمساعدة في الدفاع عن الدماغ ضد  عدوى جديدة. ووفقًا للدراسة، تعد الجينات المكتسبة من الفيروسات جزءًا أساسيًا من جينومنا، وتلعب أدوارًا مختلفة – لكنها أساسية – في نمو الثدييات والبشر.

( المقالة )

من نزلات البرد العادية إلى كوفيد-19، للفيروسات تأثير هائل على حياتنا اليومية، لكن العدوى التي حدثت منذ ملايين السنين شكلت تطورنا.

وذلك لأن الجينات الفيروسية قد تم دمجها في الحمض النووي للمضيف المصاب ثم توارثتها الأجيال، مطورةً غالبًا وظائف مختلفة بمرور الوقت. وفي دراسة نشرت في مجلة “التنمية”¹ (Development)، اكتشف الدكتور فوميتوشي إيشينو، أستاذ البيولوجيا الجزيئية في جامعة طوكيو للطب وطب الأسنان باليابان، والدكتور توموكو كانيكو-إيشينو، أستاذ البيولوجيا الجزيئية في جامعة توكاي في كاناغاوا باليابان، أن جينين اثنين من الفئران، تركتهما عدوى فيروسية منذ ملايين السنين، قد تطورا للمساعدة في الدفاع عن الدماغ ضد  عدوى جديدة.

والجينات المعنية، والمعروفة باسم “ريتروترانسبوسون 5 و 6” [النقل العكسي شبيه الخدعة – 5 و 6] (retrotransposon Gag-like 5 & 6(Rtl5/Rtl6))، تحملها جميع الثدييات تقريبًا، وهي تشبه الجينات الموجودة في الفيروسات القهقرية، مثل فيروس نقص المناعة البشرية. وكان الباحثون مقتنعين بأن الجينات يجب أن تفعل شيئًا مهمًا، فعلى الرغم من أنها تأتي من فيروسات، فقد تم الحفاظ على هذه الجينات الفيروسية الموروثة في جينوم الثدييات منذ 120 مليون سنة على الأقل. ولمعرفة ما تفعله هذه الجينات، احتاج العلماء إلى معرفة مكان نشاطها، لذلك بحثوا عن بروتينات “آر تي ال-5 / 6″، التي يتم إنتاجها فقط عند تشغيل الجينات. واكتشفوا أنه يتم تشغيل ‘آر تي ال-5’ و ‘آر تي ال-6’ في الدماغ في خلايا تسمى الخلايا الدبقية الصغيرة²، والتي تعمل بمثابة “أول المستجيبين” للعدوى.

وقال الدكتور كاينكو-إيشنو: “لم نتوقع أبدًا أن ‘آر تي ال-5′ و’آر تي ال-6’ سيعملان في الخلايا الدبقية الصغيرة عندما بدأنا هذا العمل قبل 15 عامًا، وحتى عندما علمنا أن ‘آر تي ال-5 / 6’ كان جينًا صغيرًا لم نفهم أهميته. جاءت لحظة الادراك أثناء تشريح عندما كنا نزيل بعناية دماغ فأر. أدركنا أنه إذا قمنا بدلاً من ذلك بإتلاف الدماغ، فيمكننا تنشيط  ‘آر تي ال- 6’.

وأنشأ الفريق عدوى مزيفة في أدمغة الفئران لاختبار كيفية استجابة الخلايا الدبقية الصغيرة التي تنتج ‘آر تي ال-5’ أو ‘آر تي ال-6’ للبكتيريا أو الفيروسات. ووجدوا أن الخلايا الدبقية الصغيرة التي تحتوي على بروتين ‘آر تي ال-6’ استجابت لمحاكاة تشبه البكتيريا، بينما تفاعلت الخلايا الدبقية الصغيرة مع ‘آر تي ال-5’ مع العدوى الفيروسية المحاكية. وبالإضافة إلى ذلك، عندما أزال الباحثون الجين ‘آر تي ال-6’، وجدوا أن الفئران لا تستطيع القضاء على الالتهابات البكتيرية المزيفة، في حين أن الفئران بدون ‘آر تي ال-5’ لا تستطيع مسح المحاكاة الفيروسية، مما يعني أن ‘آر تي ال-5’ و ‘آر تي ال-6’ معًا يحميان الدماغ ضد اثنين من أنواع العدوى الأكثر شياعا.

وتوفر هذه النتائج المثال الأول للجينات المشتقة من الفيروسات التي أعيد تصميمها لحماية أدمغة الثدييات من العدوى. وقد تكون فكرة أن الفيروسات كان لها مثل هذا التأثير الإيجابي على حياتنا مفاجئة، لكن أمثلة مثل ‘آر تي ال-5’ و ‘آر تي ال-6’ تثبت أن الغزاة الفيروسية يمكن، على المدى الطويل، أن يفيدوا مضيفهم.

ووفقًا للدكتور إيشينو: “تعد الجينات المكتسبة من الفيروسات جزءًا أساسيًا من جينومنا، وتلعب أدوارًا مختلفة – لكنها أساسية – في نمو الثدييات والبشر. ونعتقد أنه من الممكن توسيع هذه الفكرة لتشمل الجينات المكتسبة الخاصة بالحيوان الرئيسي والبشر من الفيروسات القهقرية لمساعدتنا على فهم التطور البشري”.

*تمت الترجمة بتصرف

المصدر:

https://phys.org/news/2022-09-enemy-ally-ancient-viral-genes.html

لمزيد من المعلومات: ماساهيتو آيري وآخرون، Retrovirus-derived RTL5 and RTL6 genes are novel constituents of the innate immune system in the eutherian brain, Development (2022).  DOI: 10.1242/dev.200976

الهوامش:

• مجلة “التنمية” (Development) تصدر عن شركة علماء الأحياء (The Company of Biologists) وهي مؤسسة خيرية مقرها المملكة المتحدة وناشرة غير هادفة للربح تأسست عام 1925 على يد جورج باركر بيدر الثالث بهدف تعزيز البحث والدراسة في جميع فروع علم الأحياء. وتنشر الشركة حاليًا خمس مجلات علمية: التنمية (Development)، ونماذج الأمراض وآلياتها (Disease Models & Mechanism)، ومجلة علوم الخلية (Journal of Cell Science)، ومجلة علم الأحياء التجريبية (Journal of Experimental Biology)، وعلم الأحياء المفتوح (Biology Open). وكجزء من تبرعاتها الخيرية، تقدم الشركة منحًا وزمالات سفر لعلماء الأحياء بالإضافة إلى إدارة سلسلة من ورش العمل. ويكيبيديا
• الخلايا الطبقية الصغيرة هي خلايا مشتقة من الأديم المتوسط التي تعمل كضامة (زبالة) في الجهاز العصبي المركزي وتشكل جزءًا من الجهاز الشبكي البطاني. المصدر: غوغل.