Virus i arvsmassan viktiga för vår hjärna
Så kallade retrovirus har under årmiljonernas gång kommit att infogas i människans DNA, där de utgör nära 10 procent av den totala arvsmassan. En forskargrupp vid Lunds universitet har nu funnit en mekanism genom vilken retrovirus kan påverka hur gener uttrycks. Det innebär att de kan ha varit viktiga för den mänskliga hjärnans utveckling, och att de även kan spela en roll vid olika neurologiska sjukdomar.
Så kallade retrovirus har under årmiljonernas gång kommit att infogas i människans DNA, där de utgör nära 10 procent av den totala arvsmassan. En forskargrupp vid Lunds universitet har nu funnit en mekanism genom vilken retrovirus kan påverka hur gener uttrycks. Det innebär att de kan ha varit viktiga för den mänskliga hjärnans utveckling, och att de även kan spela en roll vid olika neurologiska sjukdomar.
Retrovirus är en speciell klass av virus där somliga, som HIV, är farliga medan andra inte tros göra någon skada. De virus som studeras av Johan Jakobsson och hans medarbetare i Lund kallas endogena retrovirus (ERV), eftersom de funnits i den mänskliga arvsmassan i miljontals år. De ingår i den del av DNA som tidigare setts som oväsentligt skräp – en uppfattning som forskarna nu börjat omvärdera.
– Generna, som styr tillverkningen av olika proteiner i kroppen, utgör en mindre andel av vårt DNA än endogena retrovirus. Generna står för ca 2 procent, medan retrovirus står för 8-10 procent av arvsmassan. Om de nu visar sig kunna påverka tillverkningen av proteiner, så får vi en enorm ny källa till information om den mänskliga hjärnan, säger Johan Jakobsson.
Det forskarna funnit är just detta. De har visat att flera tusen av de retrovirus som etablerat sig i vår arvsmassa kan fungera som ”dockningsplattform” för ett protein kallat TRIM28. Detta protein har förmågan att stänga av virusen – men inte bara dem, utan också de klassiska gener som ligger intill dem i DNA-spiralen.
Närvaron av ERV påverkar alltså uttrycket av våra gener. Och eftersom retrovirus är en typ av genetiskt material som kan hamna på olika ställen i arvsmassan, så kan denna avstängningsmekanism fungera olika på olika människor.
Den blir på så sätt ett möjligt verktyg för evolutionen, och även en möjlig bakgrund till neurologiska sjukdomar. Det finns faktiskt studier som tyder på en avvikande reglering av retrovirus vid flera neurologiska sjukdomar, exempelvis ALS, schizofreni och bipolär sjukdom.
Johan Jakobssons grupp visade för två år sedan att ERV hade en reglerande roll i just nervceller. Då var studien dock gjord i möss, medan den nya studien –publicerad i tidskriften Cell Reports – är gjord i mänskliga nervceller.
Skillnaden mellan möss och människor är extra viktig i det här sammanhanget. Många av de retrovirus som byggts in i den mänskliga hjärnan finns inte hos andra arter än människan och hennes närmaste släktingar gorillorna och schimpanserna. De tycks ha kommit in i arvsmassan för 35-45 miljoner år sedan, då apornas utvecklingslinjer skilde sig åt mellan Gamla och Nya världen.
– Mycket av det vi vet om hjärnans allmänna utveckling kommer från bananfluga, zebrafisk och mus. Men om endogena retrovirus påverkar hjärnans funktion, och vi har en egen uppsättning av sådana ERV, så kan de mekanismer de påverkar ha bidragit till den mänskliga hjärnans utveckling, menar Johan Jakobsson.
Publikation
TRIM28 Controls a Gene Regulatory Network Based on Endogenous Retroviruses in Human Neural Progenitor Cells
Cell Reports DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2016.12.010
Kontakt
Johan Jakobsson, 046-222 42 25, 070-928 64 43, johan.jakobsson@med.lu.se
Taggar: