Η Εξέλιξη εμπλουτίζει το DNA θηλαστικών με ρετροϊούς

Ο Θεός σαν ένας Παντογνώστης προγραμματιστής, εισάγει με ιούς νέες πληροφορίες στο γονιδίωμα των ζώων

Είχαμε μιλήσει για τον ρόλο των ιών στο γονιδίωμα των ζώων, ως φορείς νέων γονιδίων, που με τον καιρό εμπλουτίζουν το DNA και εξελίσσουν τα ζώα. Ένα τέτοιο παράδειγμα έγινε πρόσφατα γνωστό, από Έλληνα επιστήμονα, ο οποίος ανακάλυψε ρετροϊούς συγχωνευμένους στο γονιδίωμα θηλαστικών!

.

Το ακόλουθο άρθρο το συλλέξαμε από την εφημερίδα Καθημερινή της Κυριακής 13 Ιανουαρίου 2008, στη διεύθυνση: http://news.kathimerini.gr/4dcgi/_w_articles_world_100010_13/01/2008_255138:

Σε γονίδια η έρευνα για έιτζ
Ανακάλυψη του βιολόγου Αρη Κατζουράκη ανοίγει νέους δρόμους για την αντιμετώπιση του ιού
Του Ματθαιου Τσιμιτακη

Η ανακάλυψη ενός νέου Ελληνα ερευνητή στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης αλλάζει την εικόνα του ιού του έιτζ και ανοίγει νέους δρόμους στην έρευνα για την αντιμετώπισή του.

Οταν ο 29χρονος Αρης Κατζουράκης εξελεγκτικός βιολόγος και μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης πρότεινε τη μελέτη και ανάλυση μιας ομάδας ιών στο γονιδίωμα του κουνελιού, δεν περίμενε ότι επρόκειτο να κάνει μια ανακάλυψη η οποία θα γίνοταν πρώτη είδηση στους κύκλους των βιολόγων, θα αναπαράγονταν από το New Yorker, το καλύτερο ίσως περιοδικό στον κόσμο και κυρίως θα άνοιγε την πόρτα σε μια καινούργια αντίληψη για τον ιό του έιτζ και τους πιθανούς τρόπους αντιμετώπισης του.

Οι ρετροϊοί, όπως είναι ο ιός του έιτζ, είναι μικροσκοπικά κομμάτια DNA, προστατευμένα μέσα σε μια πρωτεΐνη, που προσβάλλουν τα ανθρώπινα κύτταρα εισερχόμενοι στον πυρήνα τους. Εκεί, αφού δημιουργήσουν ένα αντίγραφο του εαυτού τους προσδένονται στην αλυσίδα του φυσιολογικού DNA και γίνονται τμήμα του –ένα ακόμα γονίδιό τους– το οποίο μεταφέρει ο πάσχων οργανισμός στη συνέχεια άθελά του, μη μπορώντας να κάνει τίποτα για να τον αντιμετωπίσει. Ή τουλάχιστον αυτό πίστευαν οι βιολόγοι μέχρι σήμερα.

Οι ρετροϊοί διαδίδονται με εξωγενείς τρόπους (μετάγγιση, σεξουαλική επαφή κ.λπ.) και όχι με ενδογενείς (κληρονομικότητα). Ακόμα και μητέρες με AIDS έχουν αρκετές πιθανότητες να μη μολύνουν το παιδί που εγκυμονούν αλλά, κι όταν αυτό συμβαίνει, δεν γίνεται μέσω του DNA αλλά μέσω του μολυσμένου αίματος της μητέρας που έρχεται σε επαφή με το έμβρυο, το οποίο μολύνεται από την αρχή.

Το γεγονός αυτό είχε κάνει τους επιστήμονες να πιστεύουν ότι οι ρετροϊοί, οι οποίοι είναι συνηθισμένοι σε θηλαστικά όπως οι γάτες, τα κουνέλια, οι κατσίκες κ.ά. είναι ένα σχετικά καινούργιο είδος ιών, στην ιστορία της εξέλιξης, τους οποίους δεν έχει ακόμα προλάβει το ανοσοποιητικό μας σύστημα να βρει τρόπους να αντιμετωπίζει.

Μέχρι το καλοκαίρι που μας πέρασε ο παλαιότερος lenti-ιός (υποκατηγορία ρετροϊών στους οποίους συγκαταλέται και ο ιός του έιτζ) που γνώριζαν οι επιστήμονες είχε ηλικία μόλις ενός εκατομμυρίου ετών και κανείς δεν πίστευε ότι μπορούσε αυτός ο ενδογενής ιός να είναι παθογόνος. Τότε ο Αρης Κατζουράκης, ως επιστημονικός υπεύθυνος μιας ομάδας βιολόγων των Πανεπιστημίων της Οξφόρδης, του Imperial και του Stanford, ανακοίνωσε την «ανακάλυψη και ανάλυση του πρώτου ενδογενούς lenti-ιού», ρίχνοντας μια «βόμβα», όπως γράφτηκε χαρακτηριστικά στο πεδίο της ιολογίας και προσφέροντας ένα ισχυρό όπλο στη νεαρή επιστήμη της παλαιο-ιολογίας.

Βιοαπολίθωμα

«Αναλύοντας το DNA του κουνελιού πέσαμε πάνω σε ένα κομμάτι του που μας θύμιζε lenti-ιό. Στη αρχή πίστεψα ότι επρόκειτο για λάθος, όμως έπειτα από τρεις ελέγχους βρήκαμε πως το συγκεκριμένο τμήμα DNA ταυτιζόταν μόνο με αυτό των lenti-ιών. Επρόκειτο για ένα απολίθωμα». Χρησιμοποιώντας στατιστικές μαθηματικές μεθόδους ο Κατζουράκης μπόρεσε να βρει ότι ο συγκεκριμένος ρετροϊός είναι ενδογενής (για πρώτη φορά) και έχει ηλικία τουλάχιστον 7 εκατομμυρίων ετών.

Η είδηση έσκασε σαν βόμβα για πολλούς λόγους. Αν ο RELIK (έτσι ονομάστηκε ο ιός που ανακάλυψαν οι επιστήμονες) είναι ενδογενής τότε και ο ιός που προκαλεί το έιτζ μπορεί να εξελιχθεί τόσο, ώστε να γίνει ενδογενής στον άνθρωπο κάτι που μέχρι σήμερα θεωρείτο αδύνατο (οι δυο ιοί είναι συγγενικοί). Σημαίνει κάτι ακόμα όμως. Αν η ηλικία των ιών αυτών είναι μερικά εκατομμύρια χρόνια αντί για μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια, όπως πιστευόταν ώς σήμερα, τότε ίσως στην ιστορία του ανθρώπινου ανοσοποιητικού συστήματος να αναπτύχθηκαν στο παρελθόν και τρόποι αντιμετώπισής τους, οι οποίοι ξεχάστηκαν επειδή δεν χρειάστηκε ποτέ να επανενεργοποιηθούν. Και οι επιστήμονες δεν έχουν παρά να ψάξουν και να τους βρουν.

«Γνωρίζουμε πως ο ιός του έιτζ μεταφέρθηκε από τον πίθηκο στον άνθρωπο στην Αφρική κάπου μεταξύ του 1920 και 1930 μέσω μιας μετάλλαξης που τον κατέστησε παθογόνο στον οργανισμό μας. Ξέρουμε επίσης ότι κάποιες φυλετικές ομάδες στην ίδια ήπειρο έχουν στο ανοσοποιητικό τους σύστημα έναν άγνωστο μηχανισμό αντιμετώπισης του ιού που κάνει τους ανθρώπους να νοσούν πολύ πιο αργά από ό,τι εμείς οι υπόλοιποι».

Στο εργαστήριο

Ο Κατζουράκης δεν επιθυμεί να συσχετίσει την ανακάλυψή του με τους πληθυσμούς αυτούς, όμως είναι γνωστό πλέον πως υπάρχουν γονίδια στον ανθρώπινο οργανισμό των οποίων δουλειά είναι ακριβώς το να αντιμετωπίζουν τους ρετροϊούς. Η ανακάλυψή του ωθεί την έρευνα προς αυτήν την κατεύθυνση. «Περίπου το 5 με 8% του ανθρώπινου γονιδιώματος είναι ρετροϊοί που παρέμειναν εκεί ανενεργοί για εκατομμύρια χρόνια. Μπορούμε τώρα να τους συγκρίνουμε με εξωγενείς ιούς και να βρούμε συσχετισμούς. Μάλιστα σε κάποιες περιπτώσεις η φυσική επιλογή έχει δαμάσει κάποιους ιούς ώστε να είναι χρήσιμοι στον οργανισμό μας. Υπάρχει, για παράδειγμα, ένα γονίδιο που προέρχεται από έναν τέτοιο ιό, το οποίο αντιμετωπίζει την αυτοάνοση αντίδραση της μητέρας ενάντια στον νέο οργανισμό του βρέφους, βοηθώντας την να κυοφορήσει», λέει ο ίδιος.

Ομως η ανακάλυψη του Κατζουράκη είναι σημαντική και για άλλους λόγους. Ψάχνοντας στο λεγόμενο άχρηστο DNA, που αποτελεί το 95% του συνόλου του ανθρώπινου γονιδιώματος, οι εξελεγκτικοί βιολόγοι βρίσκουν τα κομμάτια του παζλ της εξέλιξης. Ο RELIK επιπλέον είναι ο πρώτος ενδογενής ρετροϊός ο οποίος θα μπορέσει να αναπαραχθεί στο εργαστήριο. Οι επιστήμονες που μελετούν το έιτζ δεν είχαν καταφέρει μέχρι σήμερα να δημιουργήσουν μοντέλα της ασθένειας (πειράματα) ώστε να δοκιμάσουν επάνω τους φάρμακα (εκτός από πιθήκους, βεβαίως, που η χρήση τους είναι πολύ ακριβή και ηθικά επιλήψιμη). Τώρα για πρώτη φορά φαίνεται ότι ανοίγει και αυτός ο δρόμος.

Ενας Ελληνας στη μάχη κατά του AIDS
O 29χρονος βιολόγος — ερευνητής στην Οξφόρδη Αρης Κατζουράκης

Είναι Ελληνας, μόνο 29 χρόνων και η ανακάλυψή του για τον ιό του AIDS ανατρέπει όλα τα μέχρι στιγμής δεδομένα και ανοίγει νέους δρόμους στην αντιμετώπιση της μάστιγας. Ο Αρης Κατζουράκης, βιολόγος, ερευνητής στην Οξφόρδη ανακάλυψε τυχαία ότι ο φονικός ιός δεν είναι τόσο «νέος» όσο πιστευόταν και ότι έχουν ήδη αναπτυχθεί μέσα στον ανθρώπινο οργανισμό οι τρόποι άμυνας απέναντί του, αλλά «ξεχάστηκαν» επειδή δεν χρειάστηκε να ενεργοποιηθούν. Η είδηση, που έκανε τον γύρο του κόσμου, έπεσε σαν βόμβα στον χώρο της ιολογίας.