Balázs Richárd
Vírusok nélkül csak egy sejtkupac lennénk
A mai világban nem rajongunk a vírusokért, különösen a mostani, influenzával fenyegető időszakban, egy kutatás szerint azonban inkább hálával tartozhatunk ennek a mikroorganizmusnak, legalábbis az evolúció területén.
Génjeink valószínűleg a vírusoktól kölcsönözték azt a képességüket, amivel szöveteket és szerveket növesztenek, sőt a nemi reprodukciót is. Ezen gének nélkül az állatok nem fejlődtek volna tovább egy egyszerű sejthalmaznál.
Sejtjeinknek sokszor kell más sejtekkel összeolvadni, nagy, több magos sejteket hozva létre. Ezt a felszínükön elhelyezkedő proteinek segítségével oldják meg, amik egymáshoz ragasztják a sejtfalakat, majd fel is nyitják azokat, hogy a belső tartalmuk keveredhessen. Ez a keveredés nélkülözhetetlen a legtöbb szerv, például az izomzat, a bőr és a csontok kifejlődéséhez, valamint a szaporodáshoz is, hiszen a petesejt és a spermium is ezt a metódust követi a megtermékenyítés során. Az összeolvadt sejtek például egy gátat alkotnak a placentában, hogy meggátolják a káros vegyületek bejutását a magzatba, de példaként tekinthetünk a vérerekre is, melyek szintén összeolvadt sejtekből állnak.
Fontossága ellenére senki sem tudja hogyan fejlődött a sejtek összeolvadása, a sejtfúzió. Ez részben a folyamatért felelős proteinek megfigyelésének nehézségeivel magyarázhatók. Eddig csupán a sejtfúziós fehérjék két típusát sikerült azonosítani. Az elsőt, az emberi placenta kialakulásához nélkülözhetetlen syncytint 2000-ben fedezték fel. A syncytin génje egy vírustól származik. Ezt követően, 2002-ben találtak rá a második proteinre, az EFF-1-re, ami a Caenorhabditis elegans gyűrűsféreg bőrének kialakulásában segít. 2007-ben vált egyértelművé, hogy az EFF-1 egyike egy fehérje családnak, az FF proteineknek, miután egy hasonló proteint, az AFF-1-et megtalálták.
Most Felix Rey, a párizsi Pasteur Intézetben megállapította, hogy az FF sejtfúziós protein család szintén vírusoktól származik. Rey csapata a DNS szerkezetének meghatározásához is használt krisztallográfiával és röntgen-diffrakcióval kidolgozta az EFF-1 háromdimenziós szerkezetét. A kapott modell nagyban emlékeztet egy vírusok által előállított fehérjére, a sejtek összekapcsolását végző aktív rész pedig gyakorlatilag teljesen megegyezik vele. A vírusok ezt a proteint a sejt membránjának a megnyitására használják, melyet ezután megfertőzhetnek. Rey egy ausztráliai konferencián ismertette eredményeit, amit a Cell szaklap is publikált.
Mivel az EFF-1 nagyban hasonlít a vírus-fehérjéhez, a hozzá tartozó gén szinte teljes bizonyossággal egy vírustól származik, ami egykor megfertőzte a féreg ősét, magyarázta Rey. Ez nem ritka, az emberi genomban is találunk olyan DNS-eket, amik egy-egy vírus fertőzés során kerültek be az állományba, azonban csak egész minimálisról tudjuk, hogy valamilyen fontos funkcióval rendelkeznek.
Bár az EFF-1 csak a C. elegans-nál került tanulmányozásra, Rey szerint sok más organizmus is alkalmazhatja ugyanezt a fehérjét. Mivel a syncytin is vírus eredetű, a sejt összes eddig talált fúziós proteinje vírusoktól származik. Vajon a korai állatok az összes ilyen proteint vírusfertőzésekből szedték össze? "Van egy ilyen sejtésünk" - válaszolt a kérdésre Fasseli Coulibaly, az ausztráliai Monash Egyetem kutatója. "Ez a legkecsegtetőbb hipotézis, a tudósoknak azonban még meg kell vizsgálniuk. Ha igaz, az nagy előny lenne"
Elizabeth Chen, az amerikai Johns Hopkins Egyetem genetikusa szerint elfogadhatóan hangzik, hogy minden sejtfúzió a génállományunkba beszivárgó virális génektől ered. Jelenleg munkatársaival az izomszövet sejtfúziójáért felelős proteint próbálja megtalálni, amiről még nem tudják, vírustól származik-e.
Rey szerint a felfedezések egy sémát rajzolnak ki. Ha a sejtfúziós fehérjék különböző forrásokból származnának, akkor igen kicsi lenne az esély, hogy az eddig megtalált két protein egyaránt vírusoktól eredhet. Ha tényleg a vírusok ajándékoztak meg minket a sejtfúzióval, akkor ők a felelősek az összetett többsejtű életért, tette hozzá Coulibaly. A sejtek maguktól is képesek összetömörülni, az összeolvadás képessége nélkül azonban nem fejődhettek volna egy szivacsnál bonyolultabb lénnyé, hogy az emberekről ne is beszéljünk. Rey egészen odáig megy eszmefuttatásában, hogy a vírusoknak köszönhetjük a többsejtű organizmusok létezését és a genetikai információcserét.
Génjeink valószínűleg a vírusoktól kölcsönözték azt a képességüket, amivel szöveteket és szerveket növesztenek, sőt a nemi reprodukciót is. Ezen gének nélkül az állatok nem fejlődtek volna tovább egy egyszerű sejthalmaznál.
Sejtjeinknek sokszor kell más sejtekkel összeolvadni, nagy, több magos sejteket hozva létre. Ezt a felszínükön elhelyezkedő proteinek segítségével oldják meg, amik egymáshoz ragasztják a sejtfalakat, majd fel is nyitják azokat, hogy a belső tartalmuk keveredhessen. Ez a keveredés nélkülözhetetlen a legtöbb szerv, például az izomzat, a bőr és a csontok kifejlődéséhez, valamint a szaporodáshoz is, hiszen a petesejt és a spermium is ezt a metódust követi a megtermékenyítés során. Az összeolvadt sejtek például egy gátat alkotnak a placentában, hogy meggátolják a káros vegyületek bejutását a magzatba, de példaként tekinthetünk a vérerekre is, melyek szintén összeolvadt sejtekből állnak.
Fontossága ellenére senki sem tudja hogyan fejlődött a sejtek összeolvadása, a sejtfúzió. Ez részben a folyamatért felelős proteinek megfigyelésének nehézségeivel magyarázhatók. Eddig csupán a sejtfúziós fehérjék két típusát sikerült azonosítani. Az elsőt, az emberi placenta kialakulásához nélkülözhetetlen syncytint 2000-ben fedezték fel. A syncytin génje egy vírustól származik. Ezt követően, 2002-ben találtak rá a második proteinre, az EFF-1-re, ami a Caenorhabditis elegans gyűrűsféreg bőrének kialakulásában segít. 2007-ben vált egyértelművé, hogy az EFF-1 egyike egy fehérje családnak, az FF proteineknek, miután egy hasonló proteint, az AFF-1-et megtalálták.
Most Felix Rey, a párizsi Pasteur Intézetben megállapította, hogy az FF sejtfúziós protein család szintén vírusoktól származik. Rey csapata a DNS szerkezetének meghatározásához is használt krisztallográfiával és röntgen-diffrakcióval kidolgozta az EFF-1 háromdimenziós szerkezetét. A kapott modell nagyban emlékeztet egy vírusok által előállított fehérjére, a sejtek összekapcsolását végző aktív rész pedig gyakorlatilag teljesen megegyezik vele. A vírusok ezt a proteint a sejt membránjának a megnyitására használják, melyet ezután megfertőzhetnek. Rey egy ausztráliai konferencián ismertette eredményeit, amit a Cell szaklap is publikált.
Mivel az EFF-1 nagyban hasonlít a vírus-fehérjéhez, a hozzá tartozó gén szinte teljes bizonyossággal egy vírustól származik, ami egykor megfertőzte a féreg ősét, magyarázta Rey. Ez nem ritka, az emberi genomban is találunk olyan DNS-eket, amik egy-egy vírus fertőzés során kerültek be az állományba, azonban csak egész minimálisról tudjuk, hogy valamilyen fontos funkcióval rendelkeznek.
Bár az EFF-1 csak a C. elegans-nál került tanulmányozásra, Rey szerint sok más organizmus is alkalmazhatja ugyanezt a fehérjét. Mivel a syncytin is vírus eredetű, a sejt összes eddig talált fúziós proteinje vírusoktól származik. Vajon a korai állatok az összes ilyen proteint vírusfertőzésekből szedték össze? "Van egy ilyen sejtésünk" - válaszolt a kérdésre Fasseli Coulibaly, az ausztráliai Monash Egyetem kutatója. "Ez a legkecsegtetőbb hipotézis, a tudósoknak azonban még meg kell vizsgálniuk. Ha igaz, az nagy előny lenne"
Elizabeth Chen, az amerikai Johns Hopkins Egyetem genetikusa szerint elfogadhatóan hangzik, hogy minden sejtfúzió a génállományunkba beszivárgó virális génektől ered. Jelenleg munkatársaival az izomszövet sejtfúziójáért felelős proteint próbálja megtalálni, amiről még nem tudják, vírustól származik-e.
Rey szerint a felfedezések egy sémát rajzolnak ki. Ha a sejtfúziós fehérjék különböző forrásokból származnának, akkor igen kicsi lenne az esély, hogy az eddig megtalált két protein egyaránt vírusoktól eredhet. Ha tényleg a vírusok ajándékoztak meg minket a sejtfúzióval, akkor ők a felelősek az összetett többsejtű életért, tette hozzá Coulibaly. A sejtek maguktól is képesek összetömörülni, az összeolvadás képessége nélkül azonban nem fejődhettek volna egy szivacsnál bonyolultabb lénnyé, hogy az emberekről ne is beszéljünk. Rey egészen odáig megy eszmefuttatásában, hogy a vírusoknak köszönhetjük a többsejtű organizmusok létezését és a genetikai információcserét.