فيروس راجع داخلي

الفيروسات الراجعة الداخلية، هي عناصر فيروسية داخلية في الجينوم تتشابه فيما بينها ويمكن اشتقاقها من الفيروسات الراجعة. توجد هذه الفيروسات بوفرة في جينوم الفقاريات الفكية وتشكل 5-8% من الجينوم البشري (تقديرات أخفض بما يقارب 1%).[1][2] تُعد الفيروسات الراجعة الداخلية ضمن صف لنمط من الجينات يدعى الينقولات، يمكن أن تُغلف وتُنقل ضمن الجينوم لتلعب دورًا حيويًا في التعبير الجيني والتنظيم.[3][4] تُعرف الفيروسات الراجعة أيضًا باسم الينقولات الراجعة وتشكل الصف الأول من العناصر.[5] اقترح الباحثون أن الفيروسات الراجعة تطورت من نمط من الجينات القافزة تدعى الينقولات الراجعة، وتضم الفيروسات الراجعة الداخلية، يمكن لهذه الجينات أن تتحور، وبدلًا من الانتقال إلى موقع آخر في الجينوم، بإمكانها أن تصبح فيروسات راجعة خارجية أو ممرضة، ما يعني أنه لم تنشأ جميع الفيروسات الراجعة الداخلية كإدخال بواسطة الفيروسات الراجعة، وإنما يشكل بعضها مصدر المعلومات الجينية في الفيروسات الراجعة التي تتشابه معها.[6] عندما يحدث دمج للدنا الفيروسي في خط جرثومي، يمكن أن تنشأ هنا الفيروسات الراجعة الداخلية، ويمكن لاحقًا أن تصبح ثابتة في تجميعة الجينات للكائنات المضيفة. [7]

رسم شجري لأنواع متعددة لفيروسات راخعة داخلية

تكوينها

الطريقة اللذي ينسخ الفيروسات

تنسخ للفيروسات المتراجعة تطلب ادخال نسخة لحمضها النووي (DNA) جينوم الفيروس إلى جينوم نواة الخلية المضيفة. أغلب الفيروسات الراجعة تصيب الخلايا الجسدية, ولاكن في بعض الحالات تصيب خلايا تسلسل الجنسية (الخلايا اللذي تصنع خلايا البويضة ومنوي) قد يحصل. نادرًا، قد تتناسخ في خلية قابلة للنمو تتحول إلى كائنة حية. هذه الكائنة ستحمل جينوم هذه الفيروس كعضو أساسي من جينومها الخاص - أي أن أصبح الفيروس الراجع عضو داخل كائن حي، وقد يورث أحفاد هذه الكائنه هذه الفيروس أيضًا كأليل مميز. الكثير من هذه الفيروسات الراجعة الداخلية استمرت في جينوم مضيفاتها لملايين السنين. ولاكن، تطورت أغلب هاؤلاء الفيروسات طفرات تمنع تزايد الفيروس في تناسخ خلايا المضيف. الفيروسات الراجعة الداخلية قد أيضًا تزال جزئيًا من الجينوم بعملية معروفة كالحذف إعادة التركيبية، فيه, إعادة تركيب جيني بين السلسلات المتشابهه تأدي إلى محو الأجزاء الداخلية للجينوم اللذي تبني بروتينات الفيروس

عبر الوقت، جينوم الفيروسات الراجعة الداخلية ليس فقط جمعت طفرات نقطية، ولاكن أيضًا اختلطت وإجتمعت مع الفيروسات الراجعة الداخلية الأخرا.[8]

دورها في تطور الجينوم

قد يتعلق الفيروسات الراجعة الداخلية في تشكل الجينوم.

دورها في الأمراض

أغلب الفيروسات الراجعة الداخلية اللذي توجد فالفقريات قديمة جدًا، وحذفت بالطفرات، وقد تعلقت في النوع المضيفة لها.

دورها في الطب

الفيروسات الراجعة الداخلية الخنزيرية

بالنسبة للبشر، تشكل الفيروسات الراجعة الداخلية الخنزيرية (PERVs) مصدر قلق عندما تُستخدم النسج والأعضاء الخنزيرية في عمليات نقل الأعضاء بين الأنواع، والذي يحدث عند نقل الخلايا الحية والأنسجة والأعضاء من عضوية تنتمي إلى نوع معين، إلى عضوية من نوع آخر. على الرغم من كون أنسجة الخنازير هي الأنسب في علاج أمراض الإنسان العضوية لأسباب تجريبية ومادية ووقائية وأخلاقية،[9] إلا أنه كان من غير الممكن سابقًا إزالة الفيروسات الراجعة الداخلية الخنزيرية منها بسبب خصائصها الفيروسية المتمثلة بالانحشار في جينوم الكائن المضيف،[10] وتمريرها عبر الأجيال حتى حلول عام 2017، عندما أزال مختبر الدكتور جورج تشرتش جميع الفيروسات الراجعة الداخلية الخنزيرية الـ 62 من جينومه. تبقى الآثار الناجمة عن نقل الأعضاء بين الأنواع المختلفة غير مكتشفة وتحمل خطرًا محتملًا. [11]

الفيروسات الراجعة الداخلية البشرية

تشكل الفيروسات الراجعة الداخلية البشرية (HERV) بوجود ما يقارب 98,000 عنصر وجزء، 5 إلى 8%[2] من كامل الجينوم البشري. وفقًا لدراسة نشرت في عام 2005 لم يُحدَّد أي فيروس راجع داخلي بشري قادر على التضاعف، بدت جميع الفيروسات معيبة إذ تحوي طفرات حذف أو طفرات هرائية جسيمة. ويعود ذلك إلى أن أغلب الفيروسات الراجعة الداخلية البشرية هي مجرد آثار للفيروسات الأصلية بعدما دُمجت للمرة الأولى منذ ملايين السنين. يستمر تحليل أجزاء الفيروسات الراجعة الداخلية البشرية كجزء من مشروع 100,000 جينوم. [12]

اكتُشفت الفيروسات الراجعة الداخلية البشرية عن طريق الصدفة عن طريق تجربتين متغايرتين. مُسحت مكتبات الجينوم البشري في ظروف قليلة التشدد، باستخدام مسابر من فيروسات الراجعة الحيوانية، مما سمح بعزل وتخصيص طلائع فيروسات متعددة وإن كانت معيبة، وممثلةً عائلات فيروسية مختلفة. اعتمدت التجربة الأخرى على قليلات النكليوتيد بالتوافق مع مواقع ارتباط البادئ الفيروسي.

يمكن تصنيف الفيروسات الراجعة البشرية بالاستناد إلى توافقها مع الفيروسات الراجعة الحيوانية. تعد العائلات الفيروسية من الصف الأول مماثلة في التسلسل مع فيروسات غاما الراجعة الثديية (النمط C) وفيروسات إبسيلون الراجعة (النمط E). تتشابه الفيروسات المنتمية إلى الصف الثاني مع فيروسات بيتا الراجعة الثدية (النمط B) وفيروسات دلتا الراجعة (النمط D). تشابه العائلات المنتمية إلى الصف الثالث الفيروسات الرغوية. [13]

المراجع

Nelson PN, Hooley P, Roden D, Davari Ejtehadi H, Rylance P, Warren P, وآخرون (أكتوبر 2004)، "Human endogenous retroviruses: transposable elements with potential?"، Clinical and Experimental Immunology، 138 (1): 1–9، doi:10.1111/j.1365-2249.2004.02592.x، PMC 1809191، PMID 15373898.
Belshaw R, Pereira V, Katzourakis A, Talbot G, Paces J, Burt A, Tristem M (أبريل 2004)، "Long-term reinfection of the human genome by endogenous retroviruses"، Proc Natl Acad Sci USA، 101 (14): 4894–9، Bibcode:2004PNAS..101.4894B، doi:10.1073/pnas.0307800101، PMC 387345، PMID 15044706.
Kim FJ, Battini JL, Manel N, Sitbon M (يناير 2004)، "Emergence of vertebrate retroviruses and envelope capture"، Virology، 318 (1): 183–91، doi:10.1016/j.virol.2003.09.026، PMID 14972546.
Khodosevich K, Lebedev Y, Sverdlov E (أكتوبر 2002)، "Endogenous retroviruses and human evolution"، Comparative and Functional Genomics، 3 (6): 494–8، doi:10.1002/cfg.216، PMC 2448423، PMID 18629260.
Rebollo R, Romanish MT, Mager DL (01 يناير 2012)، "Transposable elements: an abundant and natural source of regulatory sequences for host genes"، Annual Review of Genetics، 46 (1): 21–42، doi:10.1146/annurev-genet-110711-155621، PMID 22905872، مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.
Cotton, J. (2001)، "Retroviruses from retrotransposons"، Genome Biology، 2 (2): 6، doi:10.1186/gb-2001-2-2-reports0006، It appears that the transition from nonviral retrotransposon to retrovirus has occurred independently at least eight times, and the source of the envelope gene responsible for infectious ability can now be traced to a virus in at least four of these instances. This suggests that potentially, any LTR retrotransposon can become a virus through the acquisition of existing viral genes.
Johnson WE, Coffin JM (أغسطس 1999)، "Constructing primate phylogenies from ancient retrovirus sequences"، Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America، 96 (18): 10254–60، Bibcode:1999PNAS...9610254J، doi:10.1073/pnas.96.18.10254، PMC 17875، PMID 10468595.
Vargiu, Laura؛ Rodriguez-Tomé, Patricia؛ Sperber, Göran O.؛ Cadeddu, Marta؛ Grandi, Nicole؛ Blikstad, Vidar؛ Tramontano, Enzo؛ Blomberg, Jonas (22 يناير 2016)، "Classification and characterization of human endogenous retroviruses; mosaic forms are common"، Retrovirology، 13: 7، doi:10.1186/s12977-015-0232-y، ISSN 1742-4690، PMID 26800882، مؤرشف من الأصل في 25 مايو 2021.
Patience C, Takeuchi Y, Weiss RA (مارس 1997)، "Infection of human cells by an endogenous retrovirus of pigs"، Nature Medicine، 3 (3): 282–6، doi:10.1038/nm0397-282، PMID 9055854.
Niu D, Wei HJ, Lin L, George H, Wang T, Lee IH, Zhao HY, Wang Y, Kan Y, Shrock E, Lesha E, Wang G, Luo Y, Qing Y, Jiao D, Zhao H, Zhou X, Wang S, Wei H, Güell M, Church GM, Yang L (سبتمبر 2017)، "Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9"، Science، 357 (6357): 1303–1307، Bibcode:2017Sci...357.1303N، doi:10.1126/science.aan4187، PMC 5813284، PMID 28798043.
Tang HB, Ouyang K, Rao GB, Ma L, Zhong H, Bai A, وآخرون (01 يناير 2016)، "Characterization of Complete Genome Sequences of a Porcine Endogenous Retrovirus Isolated From China Bama Minipig Reveals an Evolutionary Time Earlier Than That of Isolates From European Minipigs"، Transplantation Proceedings، 48 (1): 222–8، doi:10.1016/j.transproceed.2015.12.005، PMID 26915872.
"Genomics England › Integrated Pathogens and Mobile Elements GeCIP Domain" (باللغة الإنجليزية)، مؤرشف من الأصل في 13 أكتوبر 2019، اطلع عليه بتاريخ 13 أكتوبر 2019.
Gifford, RJ؛ Blomberg, J؛ Coffin, JM؛ Fan, H؛ Heidmann, T؛ Mayer, J؛ Stoye, J؛ Tristem, M؛ Johnson, WE (28 أغسطس 2018)، "Nomenclature for endogenous retrovirus (ERV) loci."، Retrovirology، 15 (1): 59، doi:10.1186/s12977-018-0442-1، PMC 6114882، PMID 30153831.

بوابة طب
بوابة علم الفيروسات

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] Nelson PN, Hooley P, Roden D, Davari Ejtehadi H, Rylance P, Warren P, وآخرون (أكتوبر 2004)، "Human endogenous retroviruses: transposable elements with potential?"، Clinical and Experimental Immunology، 138 (1): 1–9، doi:10.1111/j.1365-2249.2004.02592.x، PMC 1809191، PMID 15373898.

[Belshaw2004-2] Belshaw R, Pereira V, Katzourakis A, Talbot G, Paces J, Burt A, Tristem M (أبريل 2004)، "Long-term reinfection of the human genome by endogenous retroviruses"، Proc Natl Acad Sci USA، 101 (14): 4894–9، Bibcode:2004PNAS..101.4894B، doi:10.1073/pnas.0307800101، PMC 387345، PMID 15044706.

[3] Kim FJ, Battini JL, Manel N, Sitbon M (يناير 2004)، "Emergence of vertebrate retroviruses and envelope capture"، Virology، 318 (1): 183–91، doi:10.1016/j.virol.2003.09.026، PMID 14972546.

[4] Khodosevich K, Lebedev Y, Sverdlov E (أكتوبر 2002)، "Endogenous retroviruses and human evolution"، Comparative and Functional Genomics، 3 (6): 494–8، doi:10.1002/cfg.216، PMC 2448423، PMID 18629260.

[Rebollo12-5] Rebollo R, Romanish MT, Mager DL (01 يناير 2012)، "Transposable elements: an abundant and natural source of regulatory sequences for host genes"، Annual Review of Genetics، 46 (1): 21–42، doi:10.1146/annurev-genet-110711-155621، PMID 22905872، مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2020.

[6] Cotton, J. (2001)، "Retroviruses from retrotransposons"، Genome Biology، 2 (2): 6، doi:10.1186/gb-2001-2-2-reports0006، It appears that the transition from nonviral retrotransposon to retrovirus has occurred independently at least eight times, and the source of the envelope gene responsible for infectious ability can now be traced to a virus in at least four of these instances. This suggests that potentially, any LTR retrotransposon can become a virus through the acquisition of existing viral genes.

[Johnson_10254–10260-7] Johnson WE, Coffin JM (أغسطس 1999)، "Constructing primate phylogenies from ancient retrovirus sequences"، Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America، 96 (18): 10254–60، Bibcode:1999PNAS...9610254J، doi:10.1073/pnas.96.18.10254، PMC 17875، PMID 10468595.

[8] Vargiu, Laura؛ Rodriguez-Tomé, Patricia؛ Sperber, Göran O.؛ Cadeddu, Marta؛ Grandi, Nicole؛ Blikstad, Vidar؛ Tramontano, Enzo؛ Blomberg, Jonas (22 يناير 2016)، "Classification and characterization of human endogenous retroviruses; mosaic forms are common"، Retrovirology، 13: 7، doi:10.1186/s12977-015-0232-y، ISSN 1742-4690، PMID 26800882، مؤرشف من الأصل في 25 مايو 2021.

[Patience97-9] Patience C, Takeuchi Y, Weiss RA (مارس 1997)، "Infection of human cells by an endogenous retrovirus of pigs"، Nature Medicine، 3 (3): 282–6، doi:10.1038/nm0397-282، PMID 9055854.

[pmid28798043-10] Niu D, Wei HJ, Lin L, George H, Wang T, Lee IH, Zhao HY, Wang Y, Kan Y, Shrock E, Lesha E, Wang G, Luo Y, Qing Y, Jiao D, Zhao H, Zhou X, Wang S, Wei H, Güell M, Church GM, Yang L (سبتمبر 2017)، "Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9"، Science، 357 (6357): 1303–1307، Bibcode:2017Sci...357.1303N، doi:10.1126/science.aan4187، PMC 5813284، PMID 28798043.

[Tang16-11] Tang HB, Ouyang K, Rao GB, Ma L, Zhong H, Bai A, وآخرون (01 يناير 2016)، "Characterization of Complete Genome Sequences of a Porcine Endogenous Retrovirus Isolated From China Bama Minipig Reveals an Evolutionary Time Earlier Than That of Isolates From European Minipigs"، Transplantation Proceedings، 48 (1): 222–8، doi:10.1016/j.transproceed.2015.12.005، PMID 26915872.

[12] "Genomics England › Integrated Pathogens and Mobile Elements GeCIP Domain" (باللغة الإنجليزية)، مؤرشف من الأصل في 13 أكتوبر 2019، اطلع عليه بتاريخ 13 أكتوبر 2019.

[13] Gifford, RJ؛ Blomberg, J؛ Coffin, JM؛ Fan, H؛ Heidmann, T؛ Mayer, J؛ Stoye, J؛ Tristem, M؛ Johnson, WE (28 أغسطس 2018)، "Nomenclature for endogenous retrovirus (ERV) loci."، Retrovirology، 15 (1): 59، doi:10.1186/s12977-018-0442-1، PMC 6114882، PMID 30153831.