For hundretusenvis av år siden ble forfedrene våre smittet av et retrovirus. Nå tror noen forskere at virusets eldgamle genetiske spor som fremdeles er til stede i noen menneskers genom, stille støtter avhengighetsskapende atferd.
Genetiske spor etter et retrovirus kalt HK2 finnes oftere hos personer med rusavhengighet enn de uten rusavhengighet, og disse sporene kan påvirke omkringliggende gener, som igjen kan påvirke menneskelig atferd, rapporterte en internasjonal gruppe forskere i dag (24. sept.) ) i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences.
Retrovirus - som inkluderer HK2 så vel som humant immunsviktvirus (HIV) - er virus som kan sette deres genetiske kode inn i vertenes DNA. Det antas at rundt 5 til 8 prosent av det menneskelige genomet er fylt med spor etter gamle retrovirus som fant veien inn i genene våre ved å infisere våre forfedre for et år siden.
For det meste skiller de gamle retrovirussignaturene seg ikke veldig mye mellom mennesker - med andre ord, du og en tilfeldig person du møter har sannsynligvis de samme typene og mengdene av disse gamle sporene i genene dine. Derimot antas spor av HK2-viruset å eksistere hos bare 5 til 10 prosent av mennesker over hele verden.
Det betyr at i den store utviklingsplanen skjedde denne virusinfeksjonen relativt nylig, så den har ikke hatt tid til å jevne seg ut blant populasjoner, eller bli fliset bort av naturlig utvalg. "Relativt nylig", i dette tilfellet, betyr at det har luret i menneskelige gener - og også var til stede i Neanderthal- og Denisovan-gener - i minst 250 000 år.
Lurer gamle infeksjoner
I den første delen av den nye studien analyserte to forskergrupper, den ene fra University of Athens i Hellas og den andre fra University of Oxford i Storbritannia, folks DNA for å se om de som hadde spor av HK2 i genene deres var mer sannsynlig å ha vanedannende tendenser.
I Hellas analyserte forskere genene til mer enn 200 mennesker som hadde HIV, og i Storbritannia analyserte forskere DNA fra omtrent 180 personer med hepatitt C-viruset. Begge virusene kan spres gjennom intravenøs medikamentbruk.
Teamet i Hellas fant at de som smittet hiv ved intravenøs medikamentbruk var 2,5 ganger mer sannsynlig å ha spor av HK2 i genomet enn de som ble smittet på andre måter, som sex. Tilsvarende, i Storbritannia, var det 3,6 ganger større sannsynlighet for at de som fikk hepatitt C gjennom intravenøs medisinbruk og var langvarig medikamentbrukere, hadde HK2 i genene enn de som ikke ble smittet gjennom stoffbruk.
Det var tidligere kjent at hos mennesker med spor av HK2 i sitt DNA, kan disse sporene finnes i et gen som heter RASGRF2, som spiller en rolle i frigjøring av dopamin i hjernen. Dopamin er en nevrotransmitter som er tett sammensveiset med hjernens lystkrets, og antas å fremme gjentagelse av behagelige aktiviteter. Dessuten kan kjemikaliet endre måten hjernen er kablet for å få noen til å gjenta behagelige aktiviteter, ifølge National Institute on Drug Abuse. Medikamentbruk er kjent for å frigjøre store bølger av dopamin i hjernen.
I den andre delen av studien undersøkte forskerne om HK2-spor hadde noen innflytelse på menneskets gener. I et laboratoriumeksperiment brukte forskerne genetiske "saks" - CRISPR-Cas9 - for å sette spor av HK2 i DNAet fra menneskelige celler som ikke allerede inneholdt det. Spesifikt satte de inn virale spor på det nøyaktige stedet der det er funnet i humant DNA, i RASGRF2-genet.
De fant ut at å sette spor av det gamle viruset endret uttrykksmønsteret til RASGRF2; med andre ord, det endret prosessen der informasjon lagret i DNA ble brukt til å lage proteiner.
Likevel, ettersom dette andre eksperimentet ble gjort i laboratorieretter, ikke hos mennesker, er innvirkningen dette funnet har på avhengighetsskapende atferd uklart.
Kunne målretting av gamle virus føre til bedre inngrep?
Den nye studien er "første gang som viste at en gammel viral innsetting som er variabelt tilstede i befolkningen, har en målbar, i dette tilfelle skadelig, effekt på vår biologi," sa co-senior studieforfatter Aris Katzourakis, professor i evolusjon og genomikk ved University of Oxford som ledet Storbritannias del av studien. Katzourakis la til at den første delen av studien - der forskerne observerte høyere forekomst av virussporene hos stoffmisbrukere - bare viser en assosiasjon, men den andre delen av eksperimentet viser de virale innsettingene som forårsaker endringer i biologien til cellene.
Dessuten, "integreringen av viruset skjedde for tusenvis av år siden, forut for den vanedannende atferden som vi ser i dag," sa Katsourakis til Live Science. I sin artikkel antydet forskerne at kanskje, på et tidspunkt, integrasjonen av dette viruset var gunstig for mennesker, og at det var grunnen til at det seiret i en tid, og slapp unna grepet om naturlig seleksjon.
Nå håper teamene å forstå nøyaktig hvordan HK2-sporene kan påvirke avhengighetsskapende atferd. Dette kan potensielt føre til "bedre intervensjonsstrategier," sa Katsourakis. "Hvis vi kan lage et medikament for å målrette denne innsettingen, kan vi være på et bedre sted å hjelpe folk til å komme seg etter denne typen oppførsel."
"Jeg tror implikasjonene av denne forskningen er enorme," sa Andrew Xiao, en førsteamanuensis i genetikk ved Yale University's Stem Cell Center, som ikke var en del av studien. "Det forteller oss at det er mange sårbare steder som vil være underlagt viral integrasjon." Folk har mistenkt dette, og har samlet data om det i lang tid, men "jeg synes relevansen for menneskelig sykdom er ganske fersk," sa han til Live Science.
Fortsatt er mye mer forskning nødvendig. "Jeg synes det er en veldig god start for mye interessant arbeid som ligger foran oss," la Xiao til.
