Antik Virüs Kalıntıları İnsanlarda ALS Hastalığını Tetikliyor Olabilir
Amyotrofik lateral skleroz (ALS) beyin ve omurilikteki sinir hücrelerine saldıran ölümcül, nörodejeneratif bir hastalıktır; ancak nedeni bilinmemektedir. Bilim insanları, plasenta gelişimi için gerekli olan “evcilleştirilmiş bir viral gen” olan PEG10’un ALS hastalarında biriktiğini keşfetti. Ayrıca PEG10’un eski viral işlevlerinden bazılarını sürdürdüğünü ve sinir işlevlerinde yer alan genlerin ifadesi de dahil olmak üzere bir hücredeki gen ifadesini değiştirdiğini buldular.
Amyotrofik lateral skleroz (ALS), sinirlere saldırarak insanların konuşma, hareket etme, yemek yeme ve nefes alma yeteneklerini elinden alır. Hastalık ölümcüldür ve tedavisi yoktur. Bazı insanlar üç yıl hayatta kalırken, diğerleri (en önemlisi Stephen Hawking) 50 yıl hayatta kalabiliyor. CU Boulder araştırmacıları ALS’de şaşırtıcı yeni bir oyuncu tespit ettiler – en iyi plasental gelişimi sağlamadaki temel rolü ile bilinen eski, virüs benzeri bir protein.
Antik virüslerin evcilleştirilmesi
İnsan genomunun yaklaşık %8’i, milyonlarca yıl önce primat atalarımızı enfekte eden virüslerin geride bıraktığı DNA parçalarından oluşmaktadır. Başlangıçta bu viral DNA parçaları, bir virüsün çoğalmasına ve yeni hücreleri enfekte etmesine yardımcı olan genleri kodluyordu. Ancak zamanla bu işlev kayboldu ve eski viral genlerin çoğu önemsiz hale geldi. Bununla birlikte, bazı genler evcilleşerek yeni virüsler yaratma yeteneklerini kaybetmiş, ancak insan konakçılarının yeni uyarlanabilir işlevler geliştirmesine izin vermiştir.
About 8% of the human genome consists of DNA fragments left behind by the viruses that infected our primate ancestors millions of years ago. Originally, these viral DNA fragments encoded genes that helped a virus replicate and infect new cells. But over time, this function was lost and most of the old viral genes became irrelevant. However, some genes have been domesticated, losing their ability to create new viruses but allowing their human hosts to develop new adaptive functions.
Kıdemli yazar Alexandra Whiteley, “Çalışmamız, PEG10 olarak bilinen bu garip protein sinir dokusunda yüksek seviyelerde bulunduğunda, hücre davranışını ALS’ye katkıda bulunacak şekilde değiştirdiğini gösteriyor” dedi. “Henüz erken ama umudumuz, bu hastalığın temel nedenine ulaşmak için tamamen yeni bir potansiyel terapötik sınıfına yol açabileceği yönünde.”
Yanlış yerlerde çok fazla protein
Whiteley ALS ya da antik virüsleri incelemek için yola çıkmadı. Bunun yerine araştırma ekibi, hücrelerin Alzheimer ve Parkinson da dahil olmak üzere çeşitli nörodejeneratif hastalıklara neden olabilen fazla proteini nasıl ortadan kaldırdığını araştırıyor. Laboratuvarı, işlevsiz proteinleri parçalayan ve hücrelerde birikmelerini önleyen ubikilinler adı verilen bir gen sınıfını inceleyen dünyadaki yarım düzineden biri. 2011 yılında yapılan bir çalışma, ubikilin-2 genindeki (UBQLN2) bir mutasyonu, ALS vakalarının yaklaşık %10’unu oluşturan bazı ailesel ALS vakalarına bağladı. Mutasyon, UBQLN2’nin daha az verimli çalışmasına neden oluyor, ancak hatalı genin ALS’ye nasıl katkıda bulunabileceği belirsizliğini koruyor.
Whiteley, kusurlu UBQLN2’nin aksi takdirde yok olacak bir protein birikimine neden olduğundan şüpheleniyordu. Bu nedenle Whiteley ve Harvard Tıp Fakültesi’ndeki meslektaşları, UBQLN2 mutasyona uğradığında hangi proteinlerin biriktiğini belirlemek için yola çıktılar. Ölen 11 ALS hastasının omurga dokusunu topladılar ve 7.000’den fazla proteinin ifadesini analiz ettiler. PEG10 en fazla eksprese edilen proteinlerden biriydi.
PEG10 hala eski viral işlevlerinden bazılarına sahip
Ekip ayrı bir deneyde, PEG10’un aşırı bolluğunun ALS’ye nasıl katkıda bulunduğunu belirlemeye çalıştı. Evcilleştirilmiş genin göründüğü kadar evcil olmadığını buldular. PEG10 hücrede biriktikçe, virüslerin konakçılarının çekirdeğini istila etmek için kullandıklarını anımsatan bir mekanizmayla şeklini değiştirdi. Virüsler, kendi replikasyonlarını teşvik etmek amacıyla gen ifadesini etkilemek için “çekirdek lokalize proteinleri” kullanır. Araştırmacılar, PEG10 parçasının, akson yeniden şekillenmesinde rol oynayan genlerin ifadesi de dahil olmak üzere bir hücredeki gen ifadesini değiştirmek için yeterli olduğunu ve PEG10 düzensizliğini nöronal işlev bozukluğuna bağladığını buldular.
“PEG10’un bu hastalığa muhtemelen katkıda bulunuyor olması, ALS tedavisi için yeni bir hedefe sahip olabileceğimiz anlamına geliyor” dedi. “Yaşam süresini birkaç aydan fazla uzatan etkili terapötiklerin olmadığı korkunç bir hastalık için bu çok büyük olabilir.”
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Antik Virüs Kalıntıları İnsanlarda ALS Hastalığını Tetikliyor Olabilir
Ailesel ALS hastalığına Yol Açan ‘Nöron Ölümünün’ Nedeni Keşfedildi