고대 바이러스는 인간의 태반을 보호할 수 있습니다

고대 바이러스는 인간의 태반을 보호할 수 있을까? 
수백만 년 전에 우리 게놈에 내장된 병원체는 다른 바이러스 침입자를 막을 수 있습니다

약 3천만 년 전, 바이러스가 우리의 영장류 조상을 감염시켰고 그 유전자 중 하나가 게놈에 갇혔습니다. 시간이 지남에 따라 이 바이러스 유전자는 "국내와"되고 영토가 되었습니다. 그것은 영장류가 다른 바이러스가 세포에 들어가는 것을 방지함으로써 다른 바이러스와 싸울 수 있도록 도왔습니다. Suppressyn(SUPYN)으로 알려진 침입자는 오늘날에도 여전히 존재하며 여전히 우리를 돕고 있습니다. 새로운 연구에 따르면 이 바이러스성 턴 코트가 태반이 바이러스 감염으로부터 배아를 보호하는 데 도움이 될 수 있음이 밝혀졌습니다.

"매우 강력한 실험이 뒷받침하는 아름다운 이야기입니다."라고 이 작업에 참여하지 않은 콜로라도 대학의 진화 생물학자인 줄리아 파스 캐시(Giulia Pasquesi)는 말합니다. 그녀는 그러한 바이러스 유전자를 더 많이 찾는 것이 신약이나 백신을 개발할 필요 없이 우리 고유의 항바이러스 특성을 활용하거나 강화하는 데 도움이 될 수 있다고 말합니다. "이러한 모든 요소는 이미 게놈에 있습니다."

유전 물질을 우리 게놈에 포함하는 바이러스는 레트로바이러스로 알려져 있습니다. HIV는 아마도 가장 유명한 예일 것입니다. 일단 우리 유전자에 통합되면 더 많은 바이러스를 생산하기 위해 우리 몸의 세포 기계를 가로채게 됩니다. 난자의 전구체인 정자 세포나 난모세포를 감염시키면 그 유전자가 우리 DNA의 일부가 되어 후손에게 전달될 수 있습니다.

바이러스 DNA 조각이 게놈에 삽입되면 내인성 레트로바이러스(ERV)라고 합니다. 인간 게놈의 약 8%는 수백만 년 전에 인간 조상을 감염시킨 이래로 우리 DNA에 갇혀 있던 ERV 서열로 구성되어 있습니다. 이 유전자는 시간이 지남에 따라 원래의 바이러스 기능을 잃었지만 쓸모가 없다는 의미는 아닙니다.

어떤 ERV가 인체에서 여전히 활성일 수 있는지 알아보기 위해 코넬 대학의 분자생물학자인 Cedric Feschotte와 그의 동료들은 단백질을 암호화할 수 있다고 의심되는 ERV 서열에 대해 인간 게놈을 스캔했습니다. 그들은 이 염기서열 중 1507개를 찾았고 그중 절반 정도가 인간 조직에서 무언가를 하는 것으로 보였습니다.

한 ERV는 태반과 초기 인간 배아에서 생성된 단백질을 암호화하는 Suppressyn ( SUPYN ) 어로 알려진 인간 유전자에서 나타났습니다. SUPYN은 ASCT2로 알려진 세포 표면의 수용체에 결합합니다. 이 수용체는 Syncytin이라고 하는 다른 ERV 유래 단백질이 세포 간의 연결을 형성하는 데 사용하는 것과 동일한 수용체입니다. 레트로바이러스로서의 이전 삶에서 Syncytin은 세포막과 융합하여 세포에 들어갈 수 있었습니다. 그것의 현대적인 형태는 세포를 함께 융합함으로써 태아 발달하는 동안 태반이 형성되도록 합니다.

태반의 진화는 그것 없이는 불가능했을 것입니다. 보스턴 대학의 바이러스학자인 웰킨 존슨은 "레트로바이러스가 없었다면 포유류가 없었을 것이라고 주장할 수 있다"고 말했다. “생명이 진화하지 않았을 텐데.”

그러나 ASCT2는 포유류에게도 아킬레스건입니다. D형 레트로바이러스라고 불리는 바이러스는 이를 사용하여 세포 방어를 우회하여 세포에 잠입하고 인간이 아닌 영장류를 비롯한 많은 동물에서 다양한 질병을 유발합니다. (그러나 아무도 인간을 감염시키는 것으로 알려지지 않습니다). Feschotte는 초기 동물이 이러한 레트로바이러스로부터 자신을 보호할 방법이 없었다면 이것이 큰 도전이 되었을 것이라고 말합니다. 태반을 보호하는 것은 발달 초기에 배아를 감염시킨 레트로바이러스가 정자와 난자 세포에 들어갈 수 있기 때문에 특히 중요합니다.

Feschotte와 그의 동료들이 실험적으로 인간 태반 세포를 레트로바이러스로 감염시켰을 때, 그들은 SUPYN이 ASCT2 수용체를 차단함으로써 병원체와 경쟁하여 바이러스가 세포에 들어가는 것을 불가능하게 만든다는 것을 발견했습니다. 세포는 바이러스를 감지했을 때 SUPYN을 켜는 것으로 보였으며, 이는 SUPYN이 항바이러스 단백질을 암호화한다는 것을 시사한다고 연구원들이 오늘 사이언스에 보고했습니다 .

Johnson은 SUPYN이 실제로 사람의 바이러스를 차단하는지 여부는 불분명하다고 말합니다. D형 레트로바이러스는 원숭이와 다른 영장류를 감염시킬 수 있지만 그 중 어느 것도 사람을 감염시키는 것으로 보이지는 않습니다. 저자는 “수단과 동기가 있습니다. 문제는 기회”라고 말했다. "그것은 모두 협회에 의한 죄입니다."

그런데도 존슨은 그 논문을 칭찬한다. 그는 SUPYN이 현재 멸종된 바이러스를 차단하도록 진화했거나 적의 바이러스가 발판을 얻지 못하도록 막는 기능이 매우 뛰어나다고 지적합니다.

Pasquesi는 저자들이 이 레트로바이러스가 세포에 들어가는 데 사용하는 수용체를 알아낸 것이 기술적으로 인상적이라고 덧붙였습니다. 그녀는 현재 인간 게놈에서 길든 ERV를 매핑하는 유사한 연구를 진행 중이며 인간 면역 체계에 중요한 것으로 보이는 약 30개를 발견했습니다. “우리 몸이 어떻게 그 작은 항바이러스제를 만드는지 놀랍습니다.”라고 그녀는 말합니다.

Feschotte의 팀은 이제 그들이 식별한 수십 개의 다른 활성 레트로바이러스를 통해 작업할 계획입니다. 그는 Suppressyn이 기능적인 인간 유전자로 인식되지만 발견한 다른 활성 ERV의 99%는 중요하지 않은 정크 DNA처럼 보이지만 외모는 속일 수 있다고 지적합니다. "잠재적인 단백질의 보물창고가 있습니다."라고 그는 말합니다. “적어도 이 보물들이 의학이나 생리학, 발달에 흥미로운 활동을 할 가능성이 있습니다.”