רטרו וירוסים

נגיפי רטרו (רטרו־וירוסים) הם קבוצה של נגיפי RNA בעלי מחזור שכפול הכולל השתלבות כ־DNA בגנום המאכסן. כדי שזה יקרה צריך להיווצר, לאחר החדירה לתא המאכסן, העתק DNA של גנום ה־RNA שלהם. העתק זה נוצר באמצעות אנזים נגיפי מיוחד, שאותו הם מייבאים לתא בוויריון. האנזים מתעתק את ה־DNAעל פי תבנית RNA ולכן הוא מכונה האנזים המתעתק לאחור (Reverse Transcriptase). ה־DNA המשתלב בגנום של התאמכונה קדםנגיף (פְּרוֹ וירוס). בהמשך מיוצרים מקדם הנגיף (על ידי האנזימים של התא המאכסן) העתקי RNA חדשים של הנגיף ומהם גם מתורגמים חלבוני הנגיף, ואז נוצרים נגיפים חדשים. אלו יוצאים מהתא המאכסן, תוך כדי התעטפות בקרומית של המאכסן – באזור שבו השתלבו חלבונים נגיפיים (פעולה שגורמת נזק לתא ולפעמים אף למותו), ו"מחפשים" תאי מאכסן חדשים. חלק מהנגיפים הללו גורמים למחלות בבעלי חיים שונים. באדם מוכרים הנגיפים HTLV , הגורם בתאי T ללוקמיה(ATL –  adult T-cell Leukemia)  ו-HIV, הגורם לתסמונת הכשל החיסוני הנרכש (AIDS).

כשמונה אחוזים מהגנום האנושי הם מאובנים גנטיים של נגיפי רטרו (HERVs). אלה נגיפי רטרו שהשתלבו בגנום המאכסן, הפסיקו לתפקד כנגיפים – כנראה כתוצאה ממוטציה שפגעה באחד הגנים הנגיפיים – והרצף שלהם נשאר כחלק מהגנום בתאי הרבייה – כי רק מהם מועברים הרצפים הנגיפיים לדורות הבאים.

אחת השאלות שמטרידה את חוקרי האבולוציה האנושית היא הסיבה לקיומם של מאובנים גנטיים אלה: מדוע הם לא נעלמו במהלך האבולוציה האנושית?

התברר כי קבוצת מאובנים גנטיים של נגיפי רטרו המכונים HERV-K – שיש מהם כמה עותקים בגנום האנושי, היא לא ממש מאובנת. נגיפי רטרו אלה השתלבו בגנום האנושי לפני כ־200 אלף שנים. חלבונים נגיפיים שמקורם במאובנים אלה, אך לא חלקיקים נגיפיים, נמצאו בתרביות תאים שמקורן בגידולים סרטניים (טֶרָטוֹקַרצינומה ומֶלָנומה). ממצא זה אף הוביל לשחזור הנגיפים המקוריים ולהחזרת פעילותם הנגיפית. בהמשך התברר שלא רק בתאים סרטניים מתבטאים חלבונים נגיפיים, אלא גם במצבים של כשל חיסוני.

ממחקר שנערך לאחרונה מתברר שהחלבונים הנגיפיים מתבטאים גם בעוּבּרים, וכי שם יש להם כנראה תפקיד בהתפתחותם. חוקרים מקבוצת המחקר של ג'ואנה ויסוקה (Wysocka) מאוניברסיטת סטנפורד בדקו את התבטאות הגנים של HERV-K בעובּרי אדם שנוצרו בהפריית מבחנה (שרק חלקם מושתלים אחר כך ברחם להשלמת ההתפתחות). הם בדקו אילו גנים נגיפיים מתועתקים ומתורגמים ומתי, על ידי זיהוי ה־RNA שליח המַתאים, וצפייה במיקרוסקופ אלקטרונים בחלקיקים הנגיפיים. הם מצאו שהגנים הנגיפיים התבטאו בעובּר ויצרו חלקיקים נגיפיים החל מהשלב שבו העובר בנוי משמונה תאים, ועד כתשעה ימים לאחר ההפריה. ייצור החלבונים הנגיפיים עורר במקביל ייצור של החלבון נוגד נגיפים. חלבון זה נוצר בתאי הבוגר בזמן הדבקה בנגיפים שונים, למשל נגיפי שפעת. אחד החלבונים הנגיפיים, Rec, נצמד לסוגים שונים של RNA שליח אחרים ומשנה את זיקתם לריבוזומים.

העובר ברחם מוגן מרוב הנגיפים – כך שביטוי של הגנים הנגיפיים (והפעלת החלבונים נוגדי הנגיפים) אינו קשור כנראה להגנה מפני נגיפים, והשפעת החלבון Rec על ביטוי של חלבונים עובריים אולי תורמת להתפתחות העובר. בעוברים שונים נצפו השפעות שונות, ומתעוררת שאלה, שלא ברור אם ואיך אפשר לבדוק אותה: האם השתקת הביטוי של החלבונים הנגיפיים תשנה בדרך כלשהי את התפתחות העובר?

יחסי הגומלין שלנו עם הנגיפים האנדוגנים שלנו כנראה אינם רק היסטוריה. ייתכן שמדובר כאן בסימביוזה ממשית. רמז לכך אפשר לקבל מכך שהחלבון syncytin – אחד החלבונים שמעורבים בהתפתחות השליה האנושית – מקורו בנגיף אנדוגני אחר.