Van verkoudheid tot COVID-19, virussen hebben een enorme impact op ons dagelijks leven, maar infecties die miljoenen jaren geleden plaatsvonden, hebben onze evolutie gevormd. Dit komt omdat virale genen zijn opgenomen in het DNA van de geïnfecteerde gastheer en vervolgens van generatie op generatie zijn doorgegeven, waarbij in de loop van de tijd vaak verschillende functies zijn ontwikkeld. Nu, in een studie gepubliceerd in Development , Dr. Fumitoshi Ishino, hoogleraar moleculaire biologie aan de Tokyo Medical and Dental University, Japan, en Dr. Tomoko Kaneko-Ishino, hoogleraar moleculaire biologie aan de Tokai University, in Kanagawa, Japan, hebben ontdekt dat twee muizengenen zijn achtergelaten door een virale infectie miljoenen jaren geleden, zijn geëvolueerd om de hersenen te helpen beschermen tegen nieuwe infecties.

De genen in kwestie, bekend als retrotransposon Gag-achtige 5 en 6 (Rtl5/Rtl6), worden door bijna alle zoogdieren gedragen en zijn vergelijkbaar met genen die worden aangetroffen in retrovirussen, zoals HIV. De onderzoekers waren ervan overtuigd dat de genen iets belangrijks moeten doen, want ondanks dat ze afkomstig zijn van virussen, zijn deze overgeërfde virale genen al minstens 120 miljoen jaar bewaard in het zoogdiergenoom. Om erachter te komen wat deze genen doen, moesten de wetenschappers weten waar ze actief zijn, dus gingen ze op zoek naar RTL5/6-eiwitten, die alleen worden aangemaakt als genen worden aangezet. Ze ontdekten dat Rtl5 en Rtl6 zijn ingeschakeld in de hersenen in cellen genaamd microglia, die fungeren als de "first responders" op infectie.

Dr. Kaneko-Ishino zei:"We hadden nooit verwacht dat Rtl6 en Rtl5 zouden functioneren in microglia toen we 15 jaar geleden met dit werk begonnen, en zelfs toen we wisten dat Rtl6 een microgliaal gen was, begrepen we de betekenis ervan niet. Onze 'eureka moment' kwam tijdens een dissectie toen we voorzichtig een muizenbrein verwijderden. We realiseerden ons dat als we in plaats daarvan de hersenen zouden beschadigen, we RTL6 konden activeren."

Het team zette nep-infecties op in muizenhersenen om te testen hoe de microglia die RTL5 of RTL6 produceren, zouden reageren op bacteriën of virussen. Ze ontdekten dat microglia met RTL6-eiwit reageerden op de bacterieachtige nabootsing, terwijl de microglia met RTL5 reageerden op de gesimuleerde virale infectie. Toen de onderzoekers het Rtl6-gen verwijderden, ontdekten ze bovendien dat de muizen de nep-bacteriële infecties niet konden elimineren, terwijl de muizen zonder Rtl5 de virale nabootsingen niet konden verwijderen, wat betekent dat Rtl5 en Rtl6 samen de hersenen beschermen tegen twee van de meest veelvoorkomende soorten infecties.

Deze resultaten vormen het eerste voorbeeld van van virussen afkomstige genen die opnieuw zijn gebruikt om de hersenen van zoogdieren te beschermen tegen infectie. Het idee dat virussen zo'n positieve invloed op ons leven hebben, is misschien verrassend, maar voorbeelden als Rtl5 en Rtl6 tonen aan dat virale indringers op de lange termijn hun gastheer ten goede kunnen komen.

Volgens Dr. Ishino:"Door virussen verworven genen zijn essentiële onderdelen van ons genoom en spelen verschillende - maar essentiële - rollen in de ontwikkeling van zoogdieren en mensen. retrovirussen om ons te helpen de menselijke evolutie te begrijpen." + Verder verkennen

Synaps-gerelateerde genen in microglia worden veranderd door contextuele angstconditionering