Antichi invasori virali nel nostro DNA oggi ci aiutano a combattere le infezioni

Circa l'otto per cento del nostro DNA viene da virus che hanno infettato i nostri antenati milioni di anni fa.Una nuova ricerca mostra più di una stranezza:il DNA virale attiva geni responsabili per l'avvio di una risposta immunitaria. Quando viene rimosso, il sistema immunitario innato - un primo-responder alle infezioni da patogeni compresi i virus - non funziona correttamente. Lo studio dimostra che le funzioni del DNA virale nel nostro corpo, ci aiutano  a combattere le infezioni.
Quindi circa otto per cento del nostro DNA è di origine virale: sono i resti di antiche battaglie tra virus infettivi e i nostri antenati. Questi cosiddetti virus endogeni sono spesso percepiti come un semplice stranezza senza un chiaro significato biologico . Una nuova ricerca condotta alla University of Utah School of Medicine dimostra che l'evoluzione ha riproposto alcuni di questi resti virali,utilizzandoli in armi contro il suo proprio genere.
Gli scienziati riferiscono che frammenti di DNA virale incorporati nel nostro genoma e che regolano, sono geni che funzionano come parte integrante del nostro sistema immunitario innato, la prima linea di difesa contro gli agenti patogeni, compresi i virus. Quando alcuni di questi pezzi di codice esterni vengono rimossi sperimentalmente, il sistema di difesa diventa paralizzato.
"Abbiamo dimostrato che alcuni di questi virus endogeni hanno plasmato la nostra biologia, - afferma Cédric Feschotte, professore associato di genetica umana- perchè all'interno dei genomi dei mammiferi vi sono serbatoi di DNA virale che alimentano l'innovazione del sistema immunitario innato."
La capacità del sistema immunitario innato umano di sconfiggere gli invasori stranieri dipende da una risposta ben coordinata. Al momento dell'infezione, le cellule inviano un allarme silenzioso con rilascio di interferoni , un segnale molecolare che attiva le cellule vicine ad attivare un arsenale di centinaia di geni che combattono gli intrusi. Analizzando  le serie disponibili di dati genomici da cellule umane, si sono scoperti migliaia di retrovirus endogeni che sembravano essere attivati- disponibili ,da interferoni. Questi retrovirus crash-sbarcati nei nostri genomi molti milioni di anni fa, hanno da tempo perso la capacità di produrre particelle infettive. Un indizio ad un potenziale funzione moderna di alcuni di questi elementi di interferone-inducibili, è venuto dalla loro posizione nel genoma.Invece di essere distribuiti in modo casuale, sono stati arricchiti nei pressi di geni con note funzioni  di immunità."Questi sono stati i primi segnali  che alcuni di questi elementi possono essere veramente coinvolti nel passaggio sui geni di immunità, -dice Feschotte che ha collaborato al progetto con Nels Elde, Edward Chuong, Jane Coffin Childs - per verificare se i pezzi di DNA virale sono stati davvero importante per l'immunità. Hanno usato il gene-strumento di editing CRISPR / Cas9 in coltura cellulare. Hanno rimosso uno per uno molte di queste sequenze virali, ciascuno situati vicino,  geni  conosciuti del sistema immunitario. Nelle cellule mutanti privi del codice esterno, i geni del sistema immunitario adiacenti non potevano accendersi correttamente, in risposta all'interferone, dimostrando che essi si comportano come switch virus di derivazione. Inoltre, quando le cellule prive dell'elemento DNA virale in prossimità del gene difesa immunitaria AIM2 sono stati infettate con il virus, la loro capacità di eseguire una risposta immunitaria efficace è stato notevolmente ridotta. Nel loro insieme, i risultati indicano che il DNA antico virale è diventato importante per il montaggio di una difesa adeguata contro le infezioni virali di oggi.
Perché interruttori virus di derivazione simili sono incorporati nei pressi di numerosi geni del sistema immunitario, l'implicazione è che insieme aiutano a coordinare le nostre difese cellulari. "La risposta dell'interferone è come il sistema di allarme della cellula. Abbiamo scoperto ,- spiega Chuong-, che alcuni dei più importanti interruttori in questo sistema sono in realtà derivati ​​da antichi virus" . Il rapporto rileva inoltre indizi che altri retrovirus endogeni possono avere in modo indipendente  cablato le risposte di interferone di altri mammiferi, potenzialmente indicando un meccanismo diffuso sottostante alle risposte immunitarie specie-specifiche.
"E 'probabile il caso che il sistema immunitario innato, -afferma Elde-, abbia  recuperato alcuni di questi resti virali". Le difese immunitarie sono continuamente sfidati da agenti patogeni che si evolvono rapidamente e cambiano tattica di invasione. Al fine di tenere il passo, l'evoluzione ha semplicemente riattrezzato il materiale genetico che precedentemente era alimentato da virus.
"Molti virus sono entrati in origine i nostri genomi, -dice Elde-, come parte del processo di replicazione virale ed il processo evolutivo ha girato queste presenze a nostro vantaggio."