الفيروسات القهقرية البشرية الداخلية-W: أسرار الجينوم البشري

الفيروسات القهقرية البشرية الداخلية-W (HERV-W)

تعد الفيروسات القهقرية البشرية الداخلية (HERVs) جزءاً من عائلة كبيرة من العناصر المتكررة والقابلة للنقل في الجينوم البشري. هذه العناصر هي عبارة عن تسلسلات من الحمض النووي (DNA) التي تمتلك القدرة على التحرك أو "القفز" داخل الجينوم، حيث تقوم أحياناً بتكرار نفسها وإدراجها في مواقع مختلفة.

ما هي الفيروسات القهقرية البشرية الداخلية-W؟

توجد 31 عائلة معروفة من الفيروسات القهقرية البشرية الداخلية، وتشكل مجتمعة حوالي 8% من الجينوم البشري. ومن بين هذه العائلات، تمثل تسلسلات الحمض النووي الخاصة بـ HERV-W حوالي 1% من الجينوم البشري، وهي نسبة تعادل تقريباً كمية الحمض النووي المخصصة للجينات المشفرة للبروتينات.

معظم هذه الفيروسات في الجينوم الحالي غير قادرة على التكاثر بسبب تغيرات جينية مثل إزاحة الإطار (frame shifts)، وظهور كودونات وقف مبكرة، وإعادة التركيب في التكرارات الطرفية الطويلة (LTRs). وتشتق كل عائلة من عدوى واحدة أصابت الخط الجرثومي البشري بواسطة فيروس قهقري خارجي، ثم اندمجت هذه الفيروسات في الحمض النووي البشري وتوسعت وتطورت بمرور الوقت. يتكون الفيروس القهقري الداخلي الكامل من مجموعة جينات محددة وهي: gag، وpro، وpol، وenv، وتكون محاطة من الجانبين بتكرارات طرفية طويلة.

التطور والنشأة (Phylogeny)

من الشائع أن تدمج الفيروسات أجزاءً من جينوم المضيف في جينومها الخاص لتعزيز نجاحها، وبالمثل، يمكن للمضيفين الاحتفاظ بالحمض النووي الفيروسي في جينومهم إذا كان ذلك مفيداً أو غير ضار. في حالة HERVs، اندمج الحمض النووي الفيروسي في الخط الجرثومي لسلف بشري قديم، مما جعل جميع أحفاد هذا السلف يحملون هذا الجينوم الفيروسي في كل خلية من أجسامهم.

من خلال دراسة جينومات الأنواع المرتبطة بالبشر، تم تحديد زمن اندماج هذا الجينوم الفيروسي. أشارت تحليلات "سوثيرن بلوت" (Southern blots) لعينات دم من الرئيسيات إلى أن HERV-W دخل جينوم قرود القطارة منذ أكثر من 23 مليون سنة. وباستخدام تقنيات التهجين الموضعي المتألق (FISH)، تبين وجود عناصر HERV-W في جميع عينات دم الرئيسيات باستثناء "التوبايا" (tupaia).

تشير البيانات المستخلصة من تأريخ التكرارات الطرفية الطويلة (LTRs) إلى أن جينوم HERV-W اندمج في الخط الجرثومي للمضيف منذ حوالي 63 مليون سنة، ثم توسع في عصر قرود العالم القديم والجديد، وتطور بشكل مستقل لاحقاً.

اكتشاف HERV-W وعلاقته بالأمراض

تم اكتشاف HERV-W بسبب ارتباطه بمرض التصلب المتعدد (Multiple Sclerosis - MS). في مزارع خلايا البلعومية لمرضى التصلب المتعدد، تم اكتشاف جزيئات شبيهة بالفيروسات القهقرية تمتلك نشاط إنزيم النسخ العكسي (RT)، وأُطلق عليها اسم "الفيروسات القهقرية للتصلب المتعدد" (MSRVs).

في البداية، كان يُعتقد أن MSRV له أصل فيروسي خارجي، ولكن التشابهات الفيلوجينية والتجريبية مع الفيروسات القهقرية البشرية الداخلية كشفت سريعاً أنه ينتمي إلى عائلة HERV-W. ومن خلال البحث في الأنسجة السليمة، تم اكتشاف أن جينات pol وgag غير قادرة على التكاثر، بينما يظل جين env كاملاً.

أظهرت الدراسات أن نسخ HERV-W يتم التعبير عنها بشكل أساسي في أنسجة المشيمة، بينما لا تظهر في القلب أو الدماغ أو الرئة أو الكبد. ومع ذلك، كشفت تحليلات أخرى أن عناصر HERV-W موزعة بشكل معقد في الجينوم البشري، حيث توجد في عدة كروموسومات (مثل 1-3، 5-8، 10-12، 15، 19، وX)، وأن بعض هذه العناصر قد يتم التعبير عنها بشكل عشوائي في أنسجة مختلفة.