Сотни тысяч лет назад наши предки были заражены ретровирусом. Теперь некоторые исследователи считают, что древние генетические следы вируса, все еще присутствующие в геномах некоторых людей, молча способствуют аддиктивному поведению.
Генетические следы ретровируса, называемого HK2, чаще встречаются у людей с наркоманией, чем без наркоманов, и эти следы могут влиять на окружающие гены, что, в свою очередь, может влиять на поведение человека, сообщила сегодня международная группа исследователей (24 сентября ) в журнале Известия Национальной академии наук.
Ретровирусы - которые включают HK2, а также вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) - это вирусы, которые могут вставлять свой генетический код в ДНК своих хозяев. Считается, что от 5 до 8 процентов человеческого генома заполнены следами древних ретровирусов, которые проникли в наши гены, заразив наших предков эоны назад.
По большей части эти древние ретровирусные сигнатуры не сильно различаются между людьми - иными словами, вы и случайный человек, с которым вы встречаетесь, вероятно, несут одинаковые виды и количество этих древних следов в ваших генах. Напротив, следы вируса HK2, как полагают, существуют только у 5-10 процентов людей во всем мире.
Это означает, что, согласно великой схеме эволюции, эта вирусная инфекция произошла относительно недавно, поэтому у нее не было времени выровнять популяции или оторваться от естественного отбора. «Относительно недавно» в данном случае означает, что он скрывался в генах человека - и также присутствовал в генах неандертальцев и денисовцев - как минимум 250 000 лет.
Скрывающиеся древние инфекции
В первой части нового исследования две группы исследователей, одна из Афинского университета в Греции и другая из Оксфордского университета в Великобритании, проанализировали ДНК людей, чтобы увидеть, были ли те, у кого в генах были следы HK2 более вероятно иметь склонность к привыканию.
В Греции исследователи проанализировали гены более 200 человек, инфицированных ВИЧ, а в США исследователи проанализировали ДНК примерно 180 человек с вирусом гепатита С. Оба вируса могут передаваться при внутривенном употреблении наркотиков.
Исследователи из Греции обнаружили, что у тех, кто заразился ВИЧ от внутривенного употребления наркотиков, в 2,5 раза больше следов HK2 в их геноме, чем у тех, кто заразился другими способами, такими как секс. Аналогичным образом, в Великобритании те, кто заразился гепатитом С в результате внутривенного употребления наркотиков и были наркоманами, которые долгое время употребляли наркотики, в 3,6 раза чаще имели HK2 в своих генах, чем те, кто не был инфицирован в результате употребления наркотиков.
Ранее было известно, что у людей со следами HK2 в их ДНК эти следы могут быть обнаружены в гене RASGRF2, который играет роль в высвобождении дофамина в мозг. Дофамин является нейротрансмиттером, который тесно связан с цепью удовольствия мозга, и, как полагают, способствует повторению приятных действий. Более того, согласно данным Национального института по борьбе со злоупотреблением наркотиками, химическое вещество может изменить способ соединения мозга, чтобы заставить кого-то повторять приятные действия. Известно, что употребление наркотиков высвобождает большие волны допамина в мозге.
Во второй части исследования ученые исследовали, влияли ли следы HK2 на гены человека. В лабораторном эксперименте ученые использовали генетические «ножницы» - CRISPR-Cas9 - чтобы вставить следы HK2 в ДНК клеток человека, которые еще не содержали его. В частности, они вставили вирусные следы в точное место, где он был обнаружен в ДНК человека, в гене RASGRF2.
Они обнаружили, что вставка следов древнего вируса изменила паттерн экспрессии RASGRF2; другими словами, это изменило процесс, с помощью которого информация, хранящаяся в ДНК, использовалась для создания белков.
Тем не менее, поскольку этот второй эксперимент был проведен на лабораторных чашках, а не на людях, влияние этого открытия на поведение, вызывающее зависимость, остается неясным.
Может ли нацеливание на древние вирусы привести к лучшему вмешательству?
Новое исследование «впервые показало, что древняя вирусная инсерция, которая по-разному присутствует в популяции, оказывает ощутимое, в данном случае пагубное влияние на нашу биологию», - сказал со-старший автор исследования Арис Кацуракис, профессор эволюции и геномики в Оксфордском университете, который возглавлял британскую часть исследования. Кацуракис добавил, что в первой части исследования, в которой исследователи наблюдали более высокие показатели вирусных следов у потребителей наркотиков, показана только связь, но во второй части эксперимента показаны вирусные вставки, вызывающие изменения в биологии клеток.
Более того, «интеграция вируса произошла тысячи лет назад, предшествует вызывающему привыкание поведению, которое мы наблюдаем сегодня», - сказал Кацуракис в интервью Live Science. В своей статье исследователи предположили, что, возможно, в какой-то момент интеграция этого вируса была полезна для людей, и именно поэтому он преобладал в течение некоторого времени, избегая понимания естественного отбора.
Теперь команды надеются понять, как именно следы HK2 могут влиять на поведение, вызывающее зависимость. Это может потенциально привести к «лучшей стратегии вмешательства», сказал Кацуракис. «Если мы сможем сделать лекарство для этой цели, мы можем оказаться в лучшем месте, чтобы помочь людям оправиться от такого поведения».
«Я думаю, что последствия этого исследования огромны», - сказал Эндрю Сяо, доцент кафедры генетики в Центре стволовых клеток Йельского университета, который не принимал участия в исследовании. «Это говорит нам о том, что существует множество уязвимых мест, которые будут подвержены вирусной интеграции». Люди подозревали это и собирали данные об этом в течение длительного времени, но «я думаю, что отношение к человеческим болезням довольно свежо», - сказал он в интервью Live Science.
Тем не менее, гораздо больше исследований необходимо. «Я думаю, что это очень хорошее начало для многих интересных работ», - добавил Сяо.
