Fjende blev allieret:Gamle virale gener beskytter hjernen mod nye infektioner

Fra forkølelse til COVID-19 har vira en massiv indflydelse på vores daglige liv, men infektioner, der opstod for millioner af år siden, har formet vores udvikling. Dette skyldes, at virale gener er blevet inkorporeret i den inficerede værts DNA og derefter gået i arv i generationerne, og ofte udvikler de forskellige funktioner over tid. Nu i en undersøgelse offentliggjort i Development , Dr. Fumitoshi Ishino, professor i molekylærbiologi ved Tokyo Medical and Dental University, Japan, og dr. Tomoko Kaneko-Ishino, professor i molekylærbiologi ved Tokai University i Kanagawa, Japan, har opdaget, at to musegener, der er efterladt af en virusinfektion for millioner af år siden, har udviklet sig til at hjælpe med at forsvare hjernen mod nye infektioner.

De pågældende gener, kendt som retrotransposon Gag-like 5 og 6 (Rtl5/Rtl6), bæres af næsten alle pattedyr og ligner gener fundet i retrovira, såsom HIV. Forskerne var overbeviste om, at generne må gøre noget vigtigt, da disse nedarvede virale gener på trods af, at de kommer fra vira, er blevet bevaret i pattedyrsgenomet i mindst de sidste 120 millioner år. For at finde ud af, hvad disse gener gør, skulle forskerne vide, hvor de er aktive, så de ledte efter RTL5/6-proteiner, som kun produceres, når generne er tændt. De opdagede, at Rtl5 og Rtl6 er tændt i hjernen i celler kaldet mikroglia, som fungerer som de "første respondere" på infektion.

Dr. Kaneko-Ishino sagde:"Vi havde aldrig forventet, at Rtl6 og Rtl5 ville fungere i mikroglia, da vi startede dette arbejde for 15 år siden, og selv da vi vidste, at Rtl6 var et mikroglialt gen, forstod vi ikke dets betydning. Vores 'eureka øjeblik' kom under en dissektion, da vi forsigtigt fjernede en musehjerne. Vi indså, at hvis vi i stedet beskadigede hjernen, kunne vi aktivere RTL6."

Holdet oprettede falske infektioner i musehjerner for at teste, hvordan mikroglia, der producerer RTL5 eller RTL6, ville reagere på enten bakterier eller vira. De fandt ud af, at mikroglia indeholdende RTL6-protein reagerede på den bakterielignende mimik, hvorimod mikroglia med RTL5 reagerede på den simulerede virusinfektion. Da forskerne desuden fjernede Rtl6-genet, fandt de ud af, at musene ikke kunne eliminere de falske bakterieinfektioner, mens musene uden Rtl5 ikke kunne klare de virale efterligninger, hvilket betyder, at Rtl5 og Rtl6 sammen beskytter hjernen mod to af de mest almindelige former for infektion.

Disse resultater giver det første eksempel på viral-afledte gener, der er blevet genbrugt til at beskytte pattedyrs hjerner mod infektion. Tanken om, at vira har haft en så positiv indvirkning på vores liv, kan være overraskende, men eksempler som Rtl5 og Rtl6 viser, at virale angribere i det lange løb kan gavne deres vært.

Ifølge Dr. Ishino, "Viruserhvervede gener er essentielle dele af vores genom, der spiller forskellige – men essentielle – roller i pattedyrs og menneskelige udvikling. Vi tror, ​​det er muligt at udvide denne idé til primat- og menneskespecifikke erhvervede gener fra retrovira for at hjælpe os med at forstå menneskelig evolution." + Udforsk yderligere

Synapse-relaterede gener i mikroglia ændres ved kontekstuel frygtkonditionering