ویروس های باستانی در مغز

همانطور که نتایج یک مطالعه اخیر نشان داده است، رتروویروس‌هایی که در ژنوم انسان وجود دارند، که زمانی زباله‌های ژنتیکی محسوب می‌شدند، نقش‌های جدیدی به عهده می‌گیرند و ممکن است در رشد مغز نقش داشته باشند.

اگر فکر میلیاردها باکتری که در بدن و داخل بدن شما زندگی می‌کنند، شما را به لرزه در می‌آورد، بعید است که با دانستن این که یک شخص پر از ویروس‌ها بیش از همه چیز است، آرام شوید. این میکروب‌های بدخیم و بدخیم در حقیقت عمیقاً در گوشت انسان در هم تنیده شده‌اند، به طوری که 8 درصد از مواد ژنتیکی ما از اشکال رتروویروس‌ها جذب می‌شوند. این خانواده ای از ویروس ها است که ویروس بیماری زا نقص ایمنی انسانی HIV که باعث ایدز می شود، به آن تعلق دارد.

فکر رابطه بسیار نزدیک ما با این رتروویروس‌های درون‌زا، که به آن‌ها گفته می‌شود، می‌تواند نگران‌کننده باشد. با این حال، مقاله ای که هفته گذشته در مجله Cell Reports منتشر شد، نشان می دهد که آنها با مشارکت در رشد مغز به شکل دادن به تفکر ما کمک می کنند. دانشمندان با کار بر روی ماده ژنتیکی موش‌ها شواهدی پیدا کردند که نشان می‌دهد برخی از رتروویروس‌های درون‌زا عملکردهای جدیدی در مغز به دست می‌آورند که برای رشد آن در بستگان جوندگان نه چندان دور ما بسیار مهم است. یوهان یاکوبسون، محقق سوئدی از دانشگاه لوند، که نویسنده اصلی این مقاله است، می‌گوید: «سلول‌های مغز در مقایسه با سلول‌های دیگر بسیار پیچیده هستند. استفاده از رتروویروس‌های درون‌زا پیچیدگی‌های بیشتری را برای آن‌ها فراهم می‌کند، به ویژه از آنجایی که آنها بخش مهمی از ژنوم را تشکیل می‌دهند.

برخلاف سایر ویروس‌ها، رتروویروس‌ها فقط حاوی RNA هستند و باید تمام مواد ژنتیکی خود را به DNA میزبان وارد کنند تا بتوانند تولید مثل کنند. هنگامی که چنین جذبی در اسپرم یا تخمک اتفاق می افتد، رتروویروس ها می توانند به فرزندان میزبان منتقل شوند، که آنها را به فرزندان منتقل می کنند. با گذشت زمان، از طریق ترکیبی از جهش ها و اقدامات کنترل ژنتیکی، مهاجم ویروسی به تعویق می افتد و از انتقال آن به میزبان جدید یا تولید مثل خود جلوگیری می کند. بسیاری از رتروویروس های درون زا برای میلیون ها سال در ژنوم ما محبوس شده اند.

بیشتر ویروس‌های درون‌زا به دلیل فرآیند خاموش کردن ژن به نام متیلاسیون DNA، در پشت میله‌های زندان محکوم می‌شوند. مطالعه‌ای توسط جاکوبسون و همکارانش نشان داده است که برخی از رتروویروس‌های درون‌زا به این شدت مجازات نمی‌شوند و مثلاً می‌توانند برای انجام وظایف مهم رشد مغز در موش‌های جنینی، آزاد شوند.

بازرس آزادی مشروط در این وضعیت پروتئین TRIM28 است که قادر است ویروس‌های درون‌زا را با خاموش کردن معکوس ژنی به نام اصلاح هیستون به سلول بازگرداند. هنگامی که محققان TRIM28 را از چندین سلول از جمله کبد، مغز و گلبول های سفید حذف کردند، آنها فقط متوجه تغییرات در بیان ژن در سلول های مغزی موش شدند. جاکوبسون می‌گوید: «به نظر می‌رسد که مکانیسم تنظیم رتروویروس‌های درون‌زا در سلول‌های مغزی متفاوت از مکانیسم‌هایی است که در سلول‌های دیگر عمل می‌کنند.

علاوه بر این، کاهش مقدار TRIM28 با خاموش کردن یک نسخه از ژن رمزگذاری کننده آن، منجر به اختلالات رفتاری به ویژه بیش فعالی در موش ها شده است. این برای نتیجه‌گیری اینکه رتروویروس‌های درون‌زا مسئول تغییرات رفتاری هستند کافی نیست، اما در کنار سایر یافته‌های این مطالعه، این مظنون اصلی است. گویا گوفانتی، دانشیار علوم اعصاب بالینی در دانشگاه کلمبیا، که در این مطالعه شرکت نداشت، می‌گوید: «این کار شواهدی را ارائه می‌کند که نشان می‌دهد رتروویروس‌های درون‌زا از طریق یک مکانیسم پویا، نقش فعالی در بیان ژن مغز دارند. به این ترتیب، رتروویروس‌های درون‌زا می‌توانند به سلول‌های مغز کمک کنند تا بیان ژنی خود را تنظیم کنند و آن را پیچیده‌تر کنند.

برای تعیین اینکه دقیقاً این رتروویروس‌های درون‌زا در طول دوره‌های حبس چه می‌کنند، به تحقیقات بیشتری نیاز است. با این حال، آزمایش ها نشان می دهد که آنها به نوعی در رشد مغز نقش دارند. و این بسیار بیشتر از آن چیزی است که قبلاً در مورد توانایی های آنها تصور می شد. رتروویروس‌های درون‌زا بخشی از یک کلاس بزرگ‌تر از مواد ژنتیکی به نام عناصر قابل انتقال هستند که به عنوان زباله‌های ژنتیکی نامیده می‌شوند و هنوز هم نامیده می‌شوند که هیچ کاری انجام نمی‌دهند و به سادگی فضایی در ژنوم اشغال می‌کنند. این نوع تحقیقات به تدریج این دیدگاه را تغییر می دهد. گوفانتی می‌گوید: «چشم‌انداز کاملاً متفاوتی در مورد آنچه که این عناصر قابل انتقال می‌توانند ایجاد کنند، وجود دارد.

منبع: Andrea Alfano Scientific American