معلومة

هل هناك أي فيروسات تدمج حمضها النووي في الحمض النووي العضوي؟

هل هناك أي فيروسات تدمج حمضها النووي في الحمض النووي العضوي؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

من المعروف أن العديد من الفيروسات (مثل retroviridae) تندمج في الجينوم النووي لمضيفها كجزء من دورتها. ومع ذلك ، أود أن أعرف ما إذا كان التكامل يمكن أن يحدث في الحمض النووي العضوي (cpDNA و mtDNA) أيضًا.

لقد وجدت ورقة تقترح أن بعض جينات البلاستيدات الخضراء لها أصل فيروسي. ومع ذلك ، كان من الممكن أن يكون الفيروس موجودًا في أسلاف بروتينات ألفا التي أصبحت فيما بعد البلاستيدات الخضراء ، لذلك لا توجد عدوى مباشرة بالبلاستيدات الخضراء.

يوجد أيضًا هذا السؤال المطابق تقريبًا على ResearchGate ، لكن الإجابة بصراحة ليست مرضية.


أنا على دراية فقط بورقة واحدة تدعي إظهار تكامل فيروسي منتظم في الحمض النووي للميتوكوندريا ، وحتى هناك يقترحون أنه قد يكون دفاعًا عن المضيف بدلاً من دورة حياة فيروسية:

ومن المثير للاهتمام ، أن 69.4٪ (50/72) من مواقع تكامل HBV لوحظت في الحمض النووي للميتوكوندريا البشرية (mtDNA) (الجدول التكميلي 2) ... ومع ذلك ، كانت 32٪ من مواقع تكامل HBV في mtDNA (16/50) في حلقة الإزاحة (D -Loop) ، والتي تُعرف باسم موقع التحكم الرئيسي لتعبير mtDNA لأنها تحتوي على أصل النسخ المتماثل لشريط الحمض النووي الثقيل والمروجين الرئيسيين للنسخ (الشكل 1 ب). تجدر الإشارة إلى أننا اكتشفنا مرارًا وتكرارًا أحداث تكامل mtDNA من خلال نفس موقع التماثل الجزئي في فئران مستقلة ، مما يشير إلى النقطة الساخنة لتكامل HBV في mtDNA ، والذي ربما يكون مرتبطًا بالنسخ المتماثل أو النسخ ...

لقد وجدنا أن عمليات تكامل HBV تم التوسط فيها من خلال MMEJ ، والذي يُعرف باسم نظام إصلاح بديل للكسر المزدوج للحمض النووي (DSB) وتم الإبلاغ عنه باعتباره وسيطًا رئيسيًا أثناء آفات الحمض النووي للميتوكوندريا. هذا يشير إلى أن تكامل HBV في المرحلة المبكرة حدث في mtDNA. من المعروف أن التلف في mtDNA يحفز الالتهام الذاتي وقد تمت إزالته في C. elegans ، لذلك من الممكن أن يكون دمج HBV DNA في mtDNA آلية دفاعية لحماية النواة من تكامل HBV.

- توصيف أنماط تكامل HBV والتوقيت في سرطان الكبد والكبد المصاب بفيروس التهاب الكبد B

أود أن أرى هذا يتكرر ويمتد قبل أن أمضي الكثير من الوقت في التساؤل عن الوظائف والآليات.


ينسج الفيروس نفسه في الحمض النووي المنقول من الآباء إلى الأطفال

يتوقع الآباء أن ينقلوا لون عيونهم أو شعرهم ، أو ركبتيهم المتعرجة أو أقدامهم الكبيرة إلى أطفالهم من خلال جيناتهم. لكنهم لا يتوقعون نقل الفيروسات من خلال نفس الجينات.

أظهر بحث جديد من المركز الطبي بجامعة روتشستر أن بعض الآباء ينقلون فيروس الهربس البشري 6 (HHV-6) إلى أطفالهم لأنه مدمج في كروموسوماتهم. هذه هي المرة الأولى التي يظهر فيها أن الفيروس أصبح جزءًا من الحمض النووي البشري ثم ينتقل إلى الأجيال اللاحقة. قد يحدث هذا الوضع الفريد للعدوى الخلقية في ما يصل إلى 1 من كل 116 مولودًا جديدًا ، والعواقب طويلة المدى على نمو الطفل وجهاز المناعة غير معروفة.

وقالت كارولين بريز هول ، أستاذة الطب ، الأستاذة: "في هذه المرحلة ، لا نعرف سوى القليل جدًا عن الآثار المترتبة على هذا النوع من العدوى ، ولكن قسم الكروموسوم الذي يبدو أن الفيروس يندمج فيه مهم للحفاظ على وظيفة المناعة الطبيعية". طب الأطفال والطب في المركز الطبي بجامعة روتشستر ، ومؤلف الدراسة التي نشرت في طب الأطفال هذا الشهر. "مع مزيد من الدراسة ، نأمل أن نميز ما إذا كان هذا النوع من العدوى يؤثر على الأطفال بشكل مختلف عن الأطفال المصابين بعد الولادة."

يتسبب فيروس HHV-6 في الإصابة بالطفح الوردي ، وهي عدوى منتشرة تقريبًا عند بلوغ سن الثالثة. تنتج متلازمة الوردية النموذجية عدة أيام وحتى أسبوع من ارتفاع في درجة الحرارة وقد يكون لها أعراض أخرى متغيرة بما في ذلك أعراض خفيفة في الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي. مع الطفح الوردي ، تمامًا كما تنفجر الحمى ، قد يصاب الطفل بطفح جلدي لفترة وجيزة. العدوى الخلقية لـ HHV-6 & ndash أو تلك الموجودة عند الولادة & ndash تنتج مستويات عالية من الفيروس في الجسم ولكن العلماء (الأطباء) لا يعرفون ما إذا كان ينتج أي مشاكل في النمو أو الجهاز المناعي.

يمكن لبعض الالتهابات الخلقية أن تسبب مشاكل خطيرة للأجنة. إذا أصيبت الأم بالفيروس المضخم للخلايا (CMV) أثناء الحمل ، فإن جنينها معرض لخطر فقدان السمع أو الرؤية ، وإعاقات النمو ومشاكل في الرئتين والكبد والطحال. بعض هذه المشاكل الصحية لا تظهر إلا بعد شهور أو سنوات من الولادة. فيروس HHV-6 هو فيروس وثيق الصلة بفيروس CMV ، ومعدل العدوى الخلقية لـ CMV مماثل لمعدل HHV-6 الخلقي و ndash حوالي 1 بالمائة. ومع ذلك ، يُظهر هذا البحث أن عدوى HHV-6 الخلقية تختلف اختلافًا كبيرًا عن عدوى الفيروس المضخم للخلايا الخلقية من حيث أنها غالبًا ما يتم دمجها في كروموسومات الطفل بدلاً من أن تنتقل عبر المشيمة.

قالت ماري كاسيرتا ، دكتوراه في الطب ، أستاذة مساعدة في طب الأطفال في جامعة روتشستر الطبية: "هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها التعرف على فيروس الهربس للاندماج في الجينوم البشري. أعتقد أنه في الواقع جزء منا و - هذا أمر رائع حقًا". مركز وأحد مؤلفي الورقة. "هذا يفتح عالمًا جديدًا بالكامل من الاستكشاف."

من بين 254 طفلاً مسجلين في هذه الدراسة بين يوليو 2003 وأبريل 2007 ، كان 43 طفلًا مصابًا بعدوى خلقية من فيروس HHV-6 بناءً على عينات دم الحبل السري. من بين 211 طفلاً غير مصابين بعدوى خلقية ، كان 42 طفلاً أصيبوا بعدوى فيروس HHV-6 أثناء الدراسة. من بين الأطفال الذين أصيبوا بعدوى خلقية ، 86٪ منهم (37) أصيبوا بالفيروس مدمجًا في كروموسوماتهم. ستة فقط من الأطفال المصابين بالعدوى الخلقية أصيبوا بالعدوى من قبل الأم عبر المشيمة.

كان لدى الأطفال الذين قاموا بدمج فيروس HHV-6 مستويات أعلى من الفيروس في الجسم مقارنة بأولئك الذين أصيبوا من خلال المشيمة. تم العثور على الحمض النووي HHV-6 في شعر أحد الوالدين لجميع الأطفال المصابين بفيروس متكامل مع عينات الوالدين المتاحة (18 أم و 11 أبًا) ، مما يعني أن الأطفال قد أصيبوا بالعدوى المتكاملة من خلال بويضة أمهاتهم أو الحيوانات المنوية للأب عند الحمل. لم يتم العثور على الحمض النووي للفيروس في عينات شعر آباء الأطفال الذين أصيبوا بعد الولادة.

هذه الدراسة جزء من سلسلة من الدراسات الجارية على الأطفال المصابين بعدوى فيروس HHV-6 في مستشفى الأطفال في جامعة جوليسانو في سترونج.

تم تمويل هذه الدراسة من خلال منح من المعهد الوطني لصحة الطفل ونموه ، وجزئيًا ، من خلال منح من مركز البحوث السريرية العامة ، والمركز الوطني لموارد البحث ، والمعاهد الوطنية للصحة ومؤسسة HHV-6.

مصدر القصة:

المواد المقدمة من مركز جامعة روتشستر الطبي. ملاحظة: يمكن تعديل المحتوى حسب النمط والطول.


علاقتنا المعقدة بالفيروسات

عندما تصيبنا الفيروسات ، يمكنها تضمين أجزاء صغيرة من مادتها الوراثية في حمضنا النووي. على الرغم من أنه نادر الحدوث ، فإن دمج هذه المادة في الجينوم البشري كان يحدث لملايين السنين. نتيجة لهذه العملية المستمرة ، تشكل المادة الوراثية الفيروسية ما يقرب من 10 في المائة من الجينوم البشري الحديث. بمرور الوقت ، تحورت الغالبية العظمى من الغزاة الفيروسيين الذين يقطنون جينومنا لدرجة أنهم لم يعودوا يقودون إلى عدوى نشطة. ولكن ، كما أوضح العلماء الذين تمولهم المعاهد الوطنية للصحة ، فإنهم ليسوا كاملين تمامًا.

في بعض الأحيان ، يمكن لهذه التسلسلات الخفية من الجينات الفيروسية ، المسماة "الفيروسات القهقرية الذاتية" (ERVs) ، أن تساهم في ظهور أمراض مثل السرطان. يمكنهم أيضًا جعل مضيفيهم عرضة للعدوى من الفيروسات الأخرى. ومع ذلك ، فقد حدد العلماء حالات عديدة من المتجولين الفيروسيين الذين يمنحون فوائد حاسمة لمضيفيهم من البشر - من الحماية من الأمراض إلى تشكيل جوانب مهمة من التطور البشري ، مثل القدرة على هضم النشا.

الحماية من المرض

اكتشف علماء الوراثة سيدريك فيسكوت وإدوارد تشونغ ونيلس إلد من جامعة يوتا أن فيروس ERV الموجود في الجينوم البشري يمكن أن يقفز لبدء جهاز المناعة.

لكي ينجح الفيروس في نسخ نفسه داخل الخلية المضيفة ، فإنه يحتاج إلى أدوات جزيئية مشابهة لتلك التي يستخدمها مضيفه عادةً لترجمة الجينات إلى بروتينات. ونتيجة لذلك ، تمتلك الفيروسات أدوات تم تشكيلها بدقة من خلال التطور للسيطرة على آلية إنتاج البروتين في الخلايا البشرية.

أدرك فيشوت وفريقه أنه نظرًا لأن الفيروسات تميل إلى مهاجمة جهاز المناعة ، فقد تكون بارعة بشكل خاص في التلاعب بجينات الجهاز المناعي. قد تكون الجينومات البشرية القديمة قد تطورت استجابة لذلك. يعتقد Feschotte أنه من الممكن أن جينومات البشر (أو أسلافنا القدماء) أعادت استخدام الحمض النووي الفيروسي للدفاع عن أنفسهم ، وذلك باستخدامه لتحفيز جهاز المناعة على العمل ضد الفيروسات والغزاة الأجانب الآخرين.

يقول فيشوت: "افترضنا أن هذه الفيروسات من المحتمل أن تلعب دورًا أساسيًا في تنظيم النشاط المناعي لأن الفيروسات نفسها قد تطورت لاختطاف آلية التحكم في الخلايا المناعية".

للتحقيق في فرضيتهم ، استخدم Feschotte وفريقه تقنية لتحرير الجينات تسمى CRISPR للقضاء بشكل منهجي على تسلسلات ERV الفردية في الخلايا البشرية. بعد إزالة أحد التسلسلات ، لاحظ الباحثون ضعفًا ملحوظًا في وظيفة المناعة عندما واجهت الخلايا عدوى فيروسية. كما أدت إزالة ثلاثة متواليات أخرى من ERV إلى الإضرار بالاستجابة المناعية.

تشير هذه النتائج إلى أن كل عنصر من عناصر ERV يمكنه تنشيط مكونات جينية مختلفة لجهاز المناعة. يعتقد الفريق أن هناك آلاف تسلسلات ERV مع أنشطة تنظيمية مماثلة ، ويأمل في استكشافها بشكل منهجي في الدراسات المستقبلية.

يقول فيسكوت: "نعتقد أننا خدشنا السطح هنا فقط بشأن الإمكانات التنظيمية لمركبات فيروسات النسخ العكسي".

مما يؤكد العلاقة المعقدة التي تربط البشر بالفيروسات ، توجد أدلة قوية أيضًا على أن الفيروسات في بعض الحالات تسبب السرطان ولكنها في حالات أخرى تحمي من السرطان. على سبيل المثال ، يمكن لـ ERV المسمى ERV9 اكتشاف الضرر المرتبط بالسرطان في الحمض النووي للخلايا في الخصية. ثم يدفع ERV9 الجين المجاور لحث الخلايا التالفة على الانتحار. تضمن آلية الحماية هذه عدم انتشار الخلايا السرطانية.

تشكيل التطور البشري

اكتشف العلماء أيضًا أن المتطفلين الفيروسيين قادوا تطور الوظائف الفسيولوجية البشرية التي تتراوح من التطور المبكر إلى الهضم.

منذ ما يقرب من 20 عامًا ، حدد العلماء جينًا مشتقًا من ERV يسمى syncytin يبدو أنه يلعب دورًا رئيسيًا في تطور المشيمة البشرية. نشأ Syncytin من جين فيروسات قهقرية يشفر بروتينًا مضمنًا في السطح الخارجي للفيروس. يتوسط هذا البروتين اندماج الفيروسات مع غشاء الخلية المضيفة ، مما يسهل العدوى الفيروسية. في تحول ملحوظ للأحداث ، أعاد جسم الإنسان توجيه أنشطة دمج الخلايا للبروتين الفيروسي لتعزيز تكوين طبقة الخلايا التي تدمج المشيمة والرحم.

وجد العلماء أيضًا أن الفيروسات الغازية ضرورية لقدرة البشر على هضم النشا. أدى إدخال ERV بالقرب من جين البنكرياس البشري لصنع الأميلاز - وهو بروتين يساعد البشر على هضم الكربوهيدرات - إلى ظهور الأميليز في اللعاب. كان للقدرة الناتجة عن هضم النشا في الفم تأثيرات عميقة على النظام الغذائي للإنسان ، لا سيما التحول نحو تناول أطعمة مثل الأرز والقمح. من خلال المساعدة على بدء عملية الهضم في الفم ، يخفف الأميليز بعض عبء تكسير الطعام الذي تواجهه الأمعاء الدقيقة. إذا لم يتم إفراز هذا الإنزيم المهم في اللعاب ، فإن الأمعاء الدقيقة ستواجه صعوبة أكبر في استقلاب السكريات والنشويات.

في الآونة الأخيرة ، في عام 2016 ، أفاد فريق من الباحثين الأمريكيين والإسرائيليين أن الاستراتيجية المشتركة التي تستخدمها الكائنات المضيفة لإبطال الفيروسات - قصفها بالطفرات - ساعدت في تشكيل التطور البشري.

قام الباحثون بقيادة عالم الأحياء الحسابي ألون كينان من جامعة كورنيل ، بالتعاون مع إيريز ليفانون من جامعة بار إيلان ، بدراسة عائلة مقاومة للفيروسات من الإنزيمات البشرية تسمى APOBECs. خلال الفترات التي ينفك فيها الحمض النووي إلى شريطين منفصلين - عندما يتلف ، أو يكون في طور النسخ ، أو يتم نسخه إلى RNA - تبحث إنزيمات APOBEC عن أجزاء من الحمض النووي الفيروسي. ثم يقومون بعد ذلك بقصف الحمض النووي الفيروسي بشكل منهجي - عادةً ما يتم تبديل العديد من حالات قاعدة الحمض النووي بأخرى - من أجل تحييد مسببات الأمراض الكامنة داخل جينوم المضيف.

من المحتمل أن تكون آلية APOBEC هذه قد طورت أيضًا أجزاء غير فيروسية من الجينوم البشري. يقول كينان إن غالبية هذه التغييرات الجينية كانت ستحدث ضررًا كافيًا لإحداث المرض. بالنسبة للجزء الأكبر ، تم القضاء على مثل هذه الطفرات من السكان لأنها كانت ضارة للبقاء والتكاثر. ومع ذلك ، فقد ربط الباحثون بشكل متزايد بين APOBECs وأنواع مختلفة من السرطان.

أظهر فريق كينان أن هذه الطفرات تحدث أيضًا في الخلايا التي تتطور إلى حيوانات منوية وبويضات ، وبالتالي فإنها موروثة من قبل الأجيال القادمة. ولم تكن كل الطفرات ضارة. من المرجح أن تكون التغييرات الجينية التي نجت عبر الزمن التطوري - تلك التي لم تؤد إلى المرض - مفيدة أكثر. تشير هذه الرؤية إلى أن آلية APOBEC المضادة للفيروسات قد ساعدت في تشكيل تطور الرئيسيات من خلال مجموعة متنوعة من الطفرات المفيدة التي لم يتم تحديدها بعد. أبلغ فريق كينان عن عشرات الآلاف من هذه الطفرات في جينومات الإنسان ويبحث الآن عن أمثلة محددة أدت إلى تغيرات في الوظيفة ساهمت في التطور البشري.

بينما يستمر البحث عن أمثلة إضافية لفيروسات النسخ العكسي المفيدة والآليات المضادة للفيروسات ، يتعلم العلماء المزيد عن المتعديين الفيروسيين بمساعدة قواعد البيانات الكبيرة للمعلومات الجينومية من العديد من الأنواع. إنهم يحاولون اكتشاف كيفية اندماج الحمض النووي الفيروسي في جينومات المضيف ، وكيف يمكن أن تقفز فيروسات النسخ العكسي من نوع مضيف إلى آخر وكيفية حماية الناس في حالة هذه الأحداث النادرة ، ولكن المميتة في بعض الأحيان.


شارك

لمعرفة كيف يمكنك المشاركة في بحث وتطوير عقار أو لقاح أو تشخيص للأمراض المهملة ، أو لتقديم تحديثات أو تغييرات أو تصحيحات على موقع ويب Global Health Primer ، يرجى & # 160 الاطلاع على الأسئلة الشائعة الخاصة بنا.

تستفيد لقاحات النواقل الفيروسية من تحسين فهم البيولوجيا الفيروسية. تتوفر العديد من الموارد عبر الإنترنت للحصول على معلومات حول البيولوجيا الفيروسية على الإنترنت ، بما في ذلك:

لمزيد من المعلومات التفصيلية حول الحالة الحالية لتصميم لقاح ناقلات الفيروس ، راجع المراجعة الأخيرة التي أجراها Draper and Heeney ، والمتوفرة & # 160 هنا.


ينقسم علماء آخرون حول أهمية العمل الجديد وصلته بصحة الإنسان ، وبعضهم ينتقد بشدة. يقول عالم الأحياء الجزيئية رودولف يانيش من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) ، الذي قاد العمل: "هناك أسئلة مفتوحة يتعين علينا معالجتها".

ومع ذلك ، فإن عددًا قليلاً من أخصائيي الفيروسات القهقرية مفتونون بهذا الأمر. يقول روبرت جالو ، الذي يرأس معهد علم الفيروسات البشرية ونظر في النسخة الأولية المنشورة حديثًا في علمطلب. "لا أعتقد أنها قصة كاملة أن أكون متأكدًا ... ولكن كما هي ، أحبها وأعتقد أنها ستكون على حق."

تقوم جميع الفيروسات بإدخال مادتها الجينية في الخلايا التي تصيبها ، لكنها تبقى بشكل عام منفصلة عن الحمض النووي للخلية. تساءل فريق Jaenisch ، الذي أثار اهتمامه بالتقارير التي أفادت عن إصابة الأشخاص بفيروس SARS-CoV-2 بعد التعافي ، ما إذا كانت هذه النتائج المحيرة تعكس شيئًا من قطعة أثرية من اختبار تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) ، الذي يكتشف تسلسل فيروس معين في عينات بيولوجية مثل الأنف. المسحات ، حتى لو كانت مجزأة ولا يمكنها إنتاج فيروسات جديدة. "لماذا لدينا هذه الإيجابية ، التي نراها الآن في كل مكان ، بعد فترة طويلة من اختفاء العدوى النشطة؟" يقول يانيش ، الذي تعاون مع مختبر ريتشارد يونغ من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

لاختبار ما إذا كان جينوم RNA الخاص بـ SARS-CoV-2 يمكن أن يندمج في الحمض النووي لكروموسوماتنا ، أضاف الباحثون الجين الخاص بالنسخة العكسية (RT) ، وهو إنزيم يحول الحمض النووي الريبي إلى الحمض النووي ، إلى خلايا بشرية وزرع الخلايا المهندسة مع السارس- CoV-2. في إحدى التجارب ، استخدم الباحثون جين RT من فيروس نقص المناعة البشرية. كما قاموا بتوفير RT باستخدام تسلسلات الحمض النووي البشري المعروفة باسم عناصر LINE-1 ، والتي هي بقايا عدوى الفيروسات القهقرية القديمة وتشكل حوالي 17 ٪ من الجينوم البشري. أدت الخلايا التي تصنع أيًا من شكلي الإنزيم إلى تحويل بعض قطع الحمض النووي الريبي SARS-CoV-2 إلى الحمض النووي ودمجها في الكروموسومات البشرية ، وفقًا لتقرير الفريق في طباعته الأولية ، المنشورة على bioRxiv في 13 ديسمبر.

إذا كانت تسلسلات LINE-1 تصنع RT بشكل طبيعي في الخلايا البشرية ، فقد يحدث تكامل SARS-CoV-2 في الأشخاص المصابين بـ COVID-19. يمكن أن يحدث هذا في الأشخاص المصابين بفيروس SARS-CoV-2 وفيروس نقص المناعة البشرية أيضًا. قد يفسر أي من الحالتين اكتشاف تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) للآثار المتبقية من المادة الوراثية لفيروس كورونا في الأشخاص الذين لم يعد لديهم عدوى حقيقية. ويمكن أن تربك دراسات علاجات COVID-19 التي تعتمد على اختبارات PCR لقياس التغيرات بشكل غير مباشر في كمية فيروس SARS-CoV-2 المعدية في الجسم.

يصف ديفيد بالتيمور ، عالم الفيروسات في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، الحائز على جائزة نوبل لدوره في اكتشاف RT ، العمل الجديد بأنه "مثير للإعجاب" والنتائج بأنه "غير متوقع" لكنه أشار إلى أن Jaenisch وزملائه أظهروا فقط أجزاء من دمج جينوم SARS-CoV-2. يقول بالتيمور: "نظرًا لأنها كلها أجزاء من جينوم الفيروس التاجي ، فإنها لا يمكن أن تؤدي إلى الحمض النووي الريبي أو الحمض النووي المعدي ، وبالتالي فمن المحتمل أن يكون طريقًا مسدودًا من الناحية البيولوجية". كما أنه ليس من الواضح ما إذا كانت الخلايا التي تحتوي على النسخ العكسية تبقى موجودة لفترة طويلة أم أنها ستموت في البشر. يثير العمل الكثير من الأسئلة الشيقة ".

تقول عالمة الفيروسات ميلاني أوت ، التي تدرس فيروس نقص المناعة البشرية في معهد جلادستون لعلم الفيروسات والمناعة ، إن النتائج "استفزازية للغاية" ولكنها تحتاج إلى متابعة وتأكيد شاملين. يقول أوت: "ليس لدي شك في أن النسخ العكسي يمكن أن يحدث في المختبر مع ظروف محسّنة". لكنها لاحظت أن تكرار الحمض النووي الريبي SARS-CoV-2 يحدث في مقصورات متخصصة في السيتوبلازم. "ما إذا كان يحدث في الخلايا المصابة و ... يؤدي إلى تكامل كبير في نواة الخلية هو سؤال آخر."

يصف جون كوفين ، عالم الفيروسات القهقرية من جامعة تافتس ، العمل الجديد بأنه "قابل للتصديق" ، مشيرًا إلى أن الأدلة القوية تظهر أن LINE-1 RT يمكن أن يسمح للمواد الفيروسية بالاندماج في البشر ، لكنه لم يقتنع بعد. يقول Coffin إن الدليل على تسلسل SARS-CoV-2 في البشر "يجب أن يكون أكثر صلابة" ، كما أن التجارب في المختبر التي أجراها فريق Jaenisch تفتقر إلى الضوابط التي كان يود أن يراها. يقول كوفين: "بشكل عام ، أشك في أن للظاهرة صلة بيولوجية كبيرة ، على الرغم من تكهنات المؤلفين".

تضيف زاندريا أمبروز ، أخصائية الفيروسات القهقرية بجامعة بيتسبرغ ، أن هذا النوع من التكامل سيكون "نادرًا للغاية" إذا حدث بالفعل. وتشير إلى أن عناصر LINE-1 في الجينوم البشري نادرًا ما تكون نشطة. وتقول: "ليس من الواضح ما هو النشاط في أنواع الخلايا الأولية المختلفة المصابة بفيروس SARS-CoV-2".

ذهب أحد منتقدي تويتر القاسيين بشكل خاص ، وهو باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر متخصص في الفيروسات القهقرية ، إلى حد وصف استنتاجات ما قبل الطباعة بأنها "ادعاء قوي وخطير وغير مدعوم إلى حد كبير". يؤكد يانيش أن الورقة تشير بوضوح إلى أن التكامل الذي يعتقد المؤلفون أنه يحدث لا يمكن أن يؤدي إلى إنتاج السارس المعدي CoV-2. يقول يانيش: "لنفترض أنه يمكننا حقًا حل هذه الانتقادات بشكل كامل ، وهو ما أحاول القيام به". "قد يكون هذا شيئًا لا داعي للقلق بشأنه."


لماذا الدراسة التي تدعي أن الحمض النووي الريبي SARS-CoV-2 & # 8217s يندمج في الحمض النووي البشري معيب

في سبتمبر 1957 ، اقترح فرانسيس كريك & # 8216 العقيدة المركزية للبيولوجيا الجزيئية & # 8217. اقترح أن المعلومات تتدفق دائمًا في الكائنات الحية من الحمض النووي - وهو جزيء مستقر وراثي - عبر وسيط غير مستقر نسبيًا ، وهو الحمض النووي الريبي المرسال ، ثم إلى البروتينات ، التي تعد بمثابة حصان عمل لجميع وظائف الحياة. وفي كل مكان نظر إليه العلماء ، أدركوا أن جميع الكائنات الحية اتبعت هذه العقيدة - حتى عام 1970.

في هذا العام ، وجد هوارد تيمين وديفيد بالتيمور شيئًا غريبًا في مجموعة واحدة من الفيروسات.

تأتي الفيروسات ، مثل الكائنات الحية الأخرى ، في جميع الأشكال والأحجام ، ويتم تصنيفها إلى عائلات مختلفة. ومع ذلك ، لا يتم تصنيف الفيروسات بنفس طريقة تصنيف أشكال الحياة الأخرى. هذا لأنه يمكن أن يكونوا على قيد الحياة وغير أحياء - وهي ميزة تتطلب أن يأخذ علماء التصنيف أيضًا في الاعتبار السمات الأخرى التي تجعل الفيروسات مختلفة.

ميزة أخرى من هذا القبيل هي مادتهم الجينية.

الفيروسات هي أشكال الحياة الوحيدة المعروفة التي يمكنها استخدام الحمض النووي الريبي كمواد وراثية. هناك أنواع مختلفة من الفيروسات المحتوية على الحمض النووي الريبي. لنشر نفسه ، يقوم كل فيروس بعمل نسخة من المعلومات الموجودة في مادته الوراثية لتمرير فيروساته & # 8216 ابنة & # 8217. تحتوي بعض الفيروسات على آلية لعمل نسخ من الحمض النووي الريبي ، ولا تحتوي على مكون DNA في دورة حياتها على الإطلاق. تندرج فيروسات الإنفلونزا والتهاب الكبد C و SARS-CoV-2 في هذه الفئة. تنحرف هذه الفيروسات أيضًا عن العقيدة المركزية بشكل طفيف: لا يوجد DNA ، لكن المعلومات تتدفق فقط من RNA إلى البروتينات.

لكن ما اكتشفه تيمين وبالتيمور في عام 1970 كان استثناءً صحيحًا للعقيدة المركزية. وجدوا فيروسات يمكنها عمل نسخة من الحمض النووي مع الحمض النووي الريبي الخاص بهم باستخدام إنزيم يسمى النسخ العكسي ، في عملية تسمى النسخ العكسي. ثم يمزج الفيروس هذا الحمض النووي مع الحمض النووي لمضيفه ، وبالتالي يصبح جزءًا من المضيف إلى الأبد. تنتهك هذه الفيروسات - التي تسمى الفيروسات القهقرية - العقيدة المركزية لأن المعلومات تتدفق أولاً من RNA إلى DNA ، ثم من DNA إلى RNA إلى البروتينات.

تنتمي الفيروسات مثل فيروس نقص المناعة البشرية وساركوما روس إلى هذه العائلة.

بالإجمال ، هناك سبع عائلات أو مجموعات من الفيروسات ، وكل مجموعة تحدد تكيفات خاصة ، تم تحسينها على مدى سنوات من التطور ، غالبًا من خلال عدة مضيفين. كما أنه من غير المعتاد - بل وربما من المستحيل - أن يظهر أفراد من فئة واحدة من الفيروسات خصائص أساسية مرتبطة بفئة أخرى.

هذا هو السبب في أن ورقة ما قبل الطباعة التي تم تحميلها على خادم ما قبل الطباعة bioRxiv في 13 ديسمبر فاجأت المجتمع العلمي. زعمت الورقة ، بشكل غريب ، أن أجزاء من الحمض النووي الريبي الفيروسي SARS-CoV-2 يمكن عكسها إلى DNA ودمجها في الجينوم البشري.

وفقًا لمؤلفي الورقة # 8217 ، كانوا يحاولون شرح سبب ظهور علامات الفيروس على بعض مرضى COVID-19 في اختبارات RT-PCR حتى بعد أسابيع من التعافي من المرض. يعتمد تفسيرهم على مجموعة من الكيانات الجينية تسمى العناصر النووية الطويلة المتناثرة (LINE). يحتوي الجينوم البشري على خطوط متعددة - بشكل فعال ، أجزاء من الحمض النووي لدينا مسؤولة عن النسخ العكسي للحمض النووي الريبي البشري إلى الحمض النووي ، ودمجه في الحمض النووي البشري في جزء مختلف. تدعي الورقة أن هذه LINEs تفعل الشيء نفسه مع أجزاء من فيروس كورونا الجديد و # 8217s RNA أيضًا.

تختلف هذه العملية عما تفعله الفيروسات القهقرية مثل فيروس نقص المناعة البشرية بشكل روتيني: فهي تستخدم البروتينات الخاصة بها لتحويل وخلط الحمض النووي.

تستند ادعاءات المؤلفين & # 8217 إلى حد كبير على ملاحظة أولية وتجربة واحدة. تعتمد المراقبة على أداة قوية تسمى RNA-seq ، والتي توفر تسلسل جميع جزيئات RNA التي تنتجها الخلية. لذا فإن إخراج RNA-seq & # 8217s هو نوع من قياس جميع الجينات النشطة في الخلية المستهدفة. أفاد المؤلفون أنه في الخلايا المصابة بـ SARS-CoV-2 ، كانت هناك بعض تسلسلات الحمض النووي الريبي الفيروسي تتخللها تسلسلات الحمض النووي الريبي للجينات البشرية.

قد تبدو هذه البيانات مقنعة للوهلة الأولى ، لكن الشيطان يكمن في التفاصيل. يبدو أن المؤلفين قد تغاضوا عن حقيقة أنه في عملية تحضير عينة لـ RNA-seq ، يجب على العالِمة نفسها عكس نسخ RNA بشكل مصطنع إلى DNA - لأنه يمكن فقط تسلسل الحمض النووي (لمزيد من الدراسة). لذلك يمكن أن يكون الحمض النووي الريبي الخيمري الفيروسي والبشري مجرد قطعة أثرية من عملية RNA-seq ، حيث من المعروف أن النسخ العكسية تمزج وتطابق التسلسلات المستهدفة.

لإثبات ادعاءاتهم في إعداد تجريبي ، قام المؤلفون بتغيير الخلايا جينيًا لصنع بروتينات يمكنها إجراء النسخ العكسي. ثم قاموا بإصابة هذه الخلايا بفيروس SARS-CoV-2 ، وأبلغوا أن الحمض النووي الريبي SARS-CoV-2 الفيروسي يتحول إلى DNA.

أجروا التجربة عن طريق إجبار الخلايا على إنتاج كميات غير طبيعية من بروتينين: LINEs و HIV reverse transcriptase (RT). تكمن مشكلة النوع الأول في أنه نادرًا ما يتم إنتاج LINEs بشكل طبيعي بنفس الكميات الموجودة في التجربة ، مما يثير الشكوك حول ما إذا كانت النتائج تعكس ما هو ممكن من الناحية الواقعية. والمشكلة في هذا الأخير هي أنه لا توجد فرصة لوجود HIV RT بشكل طبيعي في خلية مصابة بـ SARS-CoV-2 لأن الفيروسين لا يصيبان نفس أنواع الخلايا. لذا فإن الدليل التجريبي به بعض الثغرات الكبيرة التي لا تبرر بأي شكل ما يدعي المؤلفون.

بدلاً من ذلك ، كان بإمكان المؤلفين تقديم بيانات من تقنية قديمة: لطخة الجنوب. في عام 1973 ، أفاد عالم الأحياء الجزيئي الإنجليزي إدوين ساذرن (Edwin Southern) عن طريقة بسيطة جدًا للتحقق مما إذا كان جزء معين من الحمض النووي موجودًا في عينة معينة. يحتوي جزيء الحمض النووي على خيطين (& # 8216double helix & # 8217) ، ويمكن لسلسلة القواعد النووية الموجودة على أحد الخيطين أن تتزاوج فقط مع سلسلة معينة من القواعد النووية على الآخر. لذا فقد توصل الجنوب إلى أنه من خلال دراسة خصلة واحدة ، يمكن للباحثين معرفة شكل الخيط الآخر.

طريقة القيام بذلك - على سبيل المثال - هي تصنيع خيط واحد من DNA SARS-CoV-2 وخلطه مع نسخ من الحمض النووي البشري ، والتحقق من علامات الارتباط.

إن الافتقار إلى أدلة مقنعة في ورقة ما قبل الطباعة & # 8217s قد فتح المجال للنقد من العلماء بسبب تأكيداته الخاطئة والادعاءات غير المثبتة. في الوقت نفسه ، أخبر ديفيد بالتيمور ، الحائز على جائزة نوبل لمساعدته في اكتشاف إنزيم النسخ العكسي ، الشخصيات البارزة علم المجلة كانت الدراسة & # 8220 & # 8221 مثيرة للإعجاب ، وقامت وسائل الإعلام الأخرى بتضخيم تعليقاته.

لقد رفعت مثل هذه الكلمات ملف الدراسة & # 8217s بطريقة لم تكن تستحق أن تكون في وسط جائحة تشوبها المعلومات المضللة والعلوم الزائفة. تتضمن صفحة bioRxiv & # 8217s نفسها مطالب عديدة من الباحثين حول العالم (كتعليقات) لإزالتها.

لنكون واضحين ، ما ادعى مؤلفو ما قبل الطباعة و # 8217s لا يزال ضمن نطاق الاحتمال ، لكن تجاربهم وتفسيراتهم & # 8217t لم تكن مقنعة. الادعاء غير عادي: التقرير الأول عن النسخ العكسي بواسطة فيروس غير رجعي. سيعني ذلك أن هناك فرصة أن يحتفظ جسمك بسجل لجميع فيروسات الحمض النووي الريبي التي أصابته ، وفتح زاوية جديدة تمامًا للذاكرة المناعية. لكن الادعاءات غير العادية تتطلب أدلة غير عادية - وهو ما لا تحتويه ورقة ما قبل الطباعة & # 8217t. حتى الآن ، ننتظر الدليل.

Arun Panchapakesan هو عالم أحياء جزيئية يعمل في مختبر فيروس نقص المناعة البشرية / الإيدز في مركز جواهر لال نهرو للأبحاث العلمية المتقدمة ، بنغالورو.


نتائج

دراسة المحاكاة

نقارن أولاً أداء VirTect مع ثلاث طرق أخرى ViralFusionSeq و VirusFinder2 و Virus-Clip [25] باستخدام المحاكاة. نختار عشوائيًا 160 تسلسلًا فيروسيًا (أحجام تتراوح من 500 نقطة أساس إلى 1000 نقطة أساس) من النمط الجيني C [26] من جينوم فيروس التهاب الكبد B وأدخلها في الكروموسوم 1 و 2 و 3 و 4 من الجينوم المرجعي البشري (hg19 ، GRCh37). معرف GenBank لـ HBV Genotype C هو AB014381.1. بهذه الطريقة ، نقوم بتوليد خمسة جينومات مرتبطة بتكامل الفيروس. يحتوي كل جينوم على 40 موقعًا لتكامل الفيروسات و 25 منها شائعة في جميع الجينومات الخمسة. في المحاكاة ، وضعنا أيضًا SNVs و Indels بشكل عشوائي بالقرب من موقع التكامل (حي 50 نقطة أساس). بالنظر إلى الجينومات الأربعة المحاكية ، نستخدم ART [27] لمحاكاة قراءات Illumina ذات النهاية المزدوجة بطول قراءة يبلغ 100 نقطة أساس وحجم إدخال 300 نقطة أساس (الانحراف المعياري 50 نقطة أساس). لكل جينوم ، نقوم بمحاكاة ست مجموعات بيانات بتغطية 3X ، 5X ، 10x ، 20X ، 30X و 40X. بالنسبة إلى VirTect ، نقوم باختبار أدائه بدءًا من ملفات fastq (VirTect: fastq) ومن ملفات bam (VirTect: bam). بالنسبة إلى VirTect: fastq ، نستخدم BWA لتعيين جميع القراءات ذات النهاية المزدوجة للجينوم المرجعي البشري (hg19) وجينومات HBV (النمط الجيني A-H) في وقت واحد. بالنسبة إلى VirTect: bam ، يتم أولاً تعيين القراءات القصيرة للجينوم المرجعي البشري. ثم يستخدم VirTect BWA لإعادة تنظيم القراءات غير المحاذاة جزئيًا إلى جينومات HBV (النمط الجيني A-H). بالنسبة للخوارزميتين الأخريين ، نستخدم إعدادات المعلمة الافتراضية. تم اختبار جميع الخوارزميات على خادم Linux (وحدة المعالجة المركزية Intel Xeon بسرعة 2.40 جيجاهرتز وذاكرة 256 جيجابايت).

نطبق أولاً الخوارزميات الثلاثة الأخرى على كل مجموعة بيانات على حدة ونقارن أدائها مع VirTect. يوضح الشكل 2 الحساسيات ومعدلات الاكتشاف الخاطئ (FDR) لهذه الخوارزميات في كل جينوم على حدة. نحدد تنبؤات التكامل على أنها إيجابية حقيقية إذا كانت المسافة بين موقع التكامل المتوقع وموقع التكامل الحقيقي أقل من 350 نقطة أساس. وجدنا أن VirTect يحقق أعلى درجات الحساسية وأقل مستوى من FDR في جميع الجينومات الخمسة. على وجه الخصوص ، في عمق التغطية المنخفض (3X ، 5X و 10 X) ، تكون حساسية VirTect أعلى بكثير من الخوارزميات الثلاثة الأخرى و FDRs الخاصة بها هي 0. VirTect: fastq أكثر حساسية بقليل من VirTect: bam بتغطية 3X و 5X ، ولكن بشكل عام فإن أداؤهم متشابه للغاية. كان للخوارزميات الثلاثة الأخرى FDR أعلى بتغطية منخفضة لأن عددًا من مواقع التكامل المتوقعة بعيدة كل البعد عن مواقع التكامل الحقيقية.

الحساسية (أ-ه) و FDR (F-ي) من الخوارزميات الأربعة على بيانات المحاكاة بتغطية تسلسلية مختلفة

المقارنة أعلاه غير عادلة قليلاً بالنسبة للخوارزميات الأخرى لأن الخوارزميات الثلاثة الأخرى لا تستخدم جميع البيانات لاكتشاف مواقع التكامل الشائعة. نقوم بعد ذلك بدمج بيانات التسلسل للجينومات الخمسة كمجموعة بيانات واحدة وتطبيق الخوارزميتين الأخريين على البيانات المدمجة ومقارنة أدائها. لاحظ أنه بالنسبة إلى VirTect ، لا نحتاج إلى دمج البيانات فعليًا وهذا أكثر ملاءمة لتحليل عينات متعددة ذات صلة. يوضح الشكل 3 أ-ب أن VirTect تتمتع أيضًا بأعلى حساسية وأقل FDR في جميع التغطيات بين الخوارزميات الثلاثة. يوضح الشكل 3 ج و د المسافة بين مواقع التكامل المكتشفة ومواقع التكامل الحقيقية بتغطية 25X و 100X. مقارنة بالخوارزميات الأخرى ، فإن مواقع التكامل التي تنبأ بها VirTect هي الأقرب إلى مواقع التكامل الحقيقية ومواقع التكامل المتوقعة لـ VirTect لا تبعد سوى بضع bp عن مواقع التكامل الحقيقية في معظم الحالات. نقارن أيضًا الوقت الحسابي لخوارزميات مختلفة. يوضح الشكل 4. وقت التشغيل باستخدام ثمانية مراكز في مجموعة بيانات المحاكاة للجينوم 1 ومجموعة البيانات المدمجة ، على التوالي. نرى أن VirTect يستغرق حوالي خمس الوقت الحسابي لـ ViralFusionSeq و VirusFinder2 وأسرع قليلاً من Virus-Clip.

الحساسية (أ) و FDR (ب) على البيانات المدمجة. (ج, د) Boxplots of breakpoint estimation accuracy on merged data at 25X and 100X coverage

أ The computational time (in hour) on the simulated Genome 1 data at different coverages. ب The computational time (in hour) on merged data at different coverages

Real data analysis

In this section, we compare the performance of VirTect with the other two algorithms on real data sets. We consider two real data sets in this study. One is a multi-regional whole exome sequencing (WES) data from an HBV-related hepatocellular carcinoma (HCC) patient [28]. The patient’s ID is 213 and tumors from five regions are sequenced by Illumina platform with a read length of 75 bp. The mean insert size is 200 bp with a standard deviation of 50 bp. The other data consists of nine whole genome sequencing (WGS) data of HBV-related HCC patients [29]. The read length of this data is 90 bp and the coverage is around 30X.

For the multi-region WES data, VirTect is able to detect one HBV integration sites. The integration site is at chromosome 5:1295527 (Fig. 5). The integration sites are located at promoter region of the telomerase reverse transcriptase (TERT). Previous research showed that TERT is the most prevalent gene integrated by HBV in HCC [30]. Moreover, all tumor regions have this integration event, implying that this event might be an early carcinogenesis event. When we apply the other two algorithms to data of each region, they fail to detect any integration site. When we merge the multi-regional data together, they also fail to detect any event.

VirTect identifies an HBV integration site at the TERT promoter region in patient 213. All tumors from different regions have this integration event. The discordant and sandwich-mapped reads to the HBV genome (أ) and human genome (ب) are shown

For the WGS data, we downloaded hepatocellular carcinoma samples, 101 T, 105 T, 106 T, 108 T, 113 T,114 T,115 T,116 T and 117 T reported by Sung et al. 2012 [29]. Here, we only report the results for VirTect and VirusFinder2 because ViralFusionSeq failed due to insufficient memory and Virus-Clip did not finish computation after a week. The running time of VirTect and VirusFinder2 is shown in Fig. 6. VirTect and VirusFinder2 detected all integration sites reported by Sung et al. 2012 [29]. Some of these integration sites interrupt important cancer genes such as CCNE1 (sample 106 T, chr19:30304177) and NTRK3 (sample 108 T, chr15:88688212). Details about these integration sites are in Additional file 1: Table S1. Figure 7a shows one integration cite at chr1:151503388 at the gene CGN. VirusFinder2 costs long time (> 3 days) and a large amount of memory (about 70 Gb) to finish the computation. In comparison, VirTect uses 1.5 days and no more than 30Gb memory. In addition to the reported integration sites, VirTect detects a new integration site at chromosome X:14603545 (Fig. 7b) overlapping with the gene GLRA3.

أ The mean coverage of the 9 WGS data. ب The computational time (in day) of VirTect and VirusFinder2 on these 9 WGS data

أ A known HBV integration site detected by both VirTect and VirusFinder2 in sample 101 T. The mappings of the supporting reads to the human genome (left panel) and to the virus genome (right panel) are shown. The split position of each read is marked by a scissor icon. ب A new integration site detected by VirTect


Integration preference versus oncogenic selection

We see two uses for profiling the insertion site preferences for integrating vectors. First, in functional genomics screens, insertion profiles that emerge can be compared with expected profiles that are only structure based rather than genetics based. A striking example of this is evident in the oncogene screens conducted with the SB transposon [58, 59], which is illustrated in Figure 6 with respect to the Braf gene. Integration sites that emerged from the screen are shown across the entire locus (Figure 6b) and in a selected region comprising exons 10-13/introns 10-12 (Figure 6d), where most of the integrations were selected because of induced expression of a truncated gain-of-function kinase polypeptide. Panels a and c show insertion site preference scores across the region obtained using an automated script (ProTIS) that counts and scores preferred TA dinucleotide insertion sites based on الخامس stepvalues [115]. The results shown in Figure 6 make two strong points. The first is that the frequency of oncogenic insertions in a select region correspond to that predicted on the basis of preference profiling (Figure 6c,d specifically, microscale structure can be a good predictor of integration site preference). The second is that many predicted hotspots (Figure 6a,b) were not sites that lead to oncogenesis. The combination of these two observations enhances the biologic importance of the integrations into introns 11 and 12.

SB insertions across the mouse Braf gene. Thirty Sleeping Beauty (SB) insertions deposited in the Retroviral-Tagged Cancer Gene Database were mapped across the entire Braf transcript and 10 kilobases upstream (NCBI 36 build note that Braf is transcribed right-to-left). Most oncogenic insertions occurred in introns 11 and 12 (formerly annotated as intron 9). (أ) ProTIS profiling across the entire gene reveals predicted hotspots for SB integration, but (ب) most actual integrations were found in a relatively low scoring region corresponding to introns 11 and 12. A blowup of this local 4.9 kilobase region demonstrates that (ج) ProTIS scores closely match (د) patterns of actual transposon integration. bp, base pairs

The second application of predicting profiles of vector insertions may be as part of a risk assessment program. Although current understanding of integration site preferences for most vectors is still inadequate to allow prediction of the probability of integration into specific genes, genome-wide integration datasets may suggest the likelihood that a vector will integrate within the general vicinity of a specific gene. Similarly, analysis of DNA structural characteristics may be used to assess the likelihood that each vector will integrate within specific regions of genes. For example, although Braf can act as a potent oncogene, the pattern of SB integrations into Braf suggest that integrations into a relatively small region of the gene (introns 11 and 12) are the most highly selected for oncogenesis, in spite of the presence of hotspots across the entire gene. Thus, the range of possible insertions that are capable of generating an oncogenic transcript, combined with the relative 'attractiveness' of the sequence across these regions, will dictate the chances of insertional activation.

An analysis of several structural characteristics is presented for the mouse c-myc gene (Figure 5), the human ortholog of which is activated in many cancers [141]. The figure highlights the 3 kilobase region encompassing the promoter that harbors the bulk of oncogenic retroviral integrations at this locus that have been deposited in the Retroviral-Tagged Cancer Gene Database (RTCGD [142]). The sequence was divided into 50 base pair (bp) bins, and the total values for الخامس step, A-philicity, jaggedness, and bendability were summed across each bin. Measured in 50 bp bins, these structural parameters are highly variable across the sequence, and vary independently from each other. Actual oncogenic retroviral insertions observed in insertional mutagenesis screens and deposited into the RTGCD are shown for comparison in Figure 5a. The profiles indicate two features of transposons under consideration for gene therapy. First, the most likely sites for SB transposons to integrate (Figure 5g) are shifted away from the most commonly found activation sites, as revealed by retroviral integrations (Figure 5a). Second, the profile of TTAA sites, required by the piggyBac transposon (Figure 5f), is similar to the preferred SB sites, and further shows that some regions harboring retroviral integrations contain no TTAA sequences, making piggyBac insertions into these sites impossible. Thus, at first approximation, it would appear that the transposons are less likely to insert close to the c-myc promoter than are retroviral vectors. In support of this, c-myc is infrequently hit in SB-based insertional mutagenesis screens to date, only one c-myc integration has been deposited into the RTCGD. In contrast, many retroviral insertions into c-myc have been mapped, although the number of deposited retroviral insertions is much higher than the number of transposons.

The relative lack of SB insertions into c-myc may be due to either a paucity of favorable SB insertion sites in regions of the gene competent for oncogenic activation, or an overall lack of oncogenic selection for insertions into this gene. In support of the former, transposon-free amplification of c-myc was one of the few genomic aberrations observed in tumors harboring mobile transposons (Largaespada DA, Collier LC, Hackett CS, unpublished observations), suggesting that activation of c-myc plays a role in the biology of these tumors (there was probably oncogenic selection for the genomic amplicon). Similar ProTIS analysis of the LMO2 locus revealed the most preferential integration sites for SB transposons that were considerably farther away from the LMO2 promoter than mapped integrations by activating retroviruses [115]. That said, it is evident that prediction of vector integration is not precise and even rare integrations into unfavorable sites have a potential to promote oncogenic expansion, as indicated in Figure 6.


Virus Questions! - How they replicate exactly.

Been seeing quite a few DNA questions in general on MCAT stuff, and I get these correct but now that I think about it my Virus' knowledge is not very exact.

Question: Can a DNA virus integrate itself into the genome or is it only RNA virus's? When a DNA virus integrates itself, what enzyme is it using? Is the integration complementary and antiparallel or exactly the same?

EDIT: I also had the following questions before but they have been answered by this kid video: https://www.youtube.com/watch?v=EqK1CYYQIug

DNA Virus's - how do they replicate? Do they always undergo a lysogenic cycle (if so, when they integrate onto a chromosome are they making a complementary anti-parallel strand. if so, what enzmye is being used to do this?)? Do they create RNA and proteins using the host cell as well as replicate their DNA?

RNA Virus's (positive sense) - can some of these not integrate into the genome and directly go make proteins using host cell machinery? How is their RNA strand replicated into many copies (we don't have a way to replicate RNA). Pretty confused here.


Pseudotyping of Viral Vectors

Retroviruses and adeno-associated viruses have a single protein coating their membrane, while adenoviruses are coated with both an envelope protein and fibers that extend away from the surface of the virus. The envelope proteins on each of these viruses bind to cell-surface molecules such as heparin sulfate, which localizes them upon the surface of the potential host, as well as with the specific protein receptor that either induces entry-promoting structural changes in the viral protein, or localizes the virus in endosomes wherein acidification of the lumen (anatomy) induces this refolding of the viral coat. In either case, entry into potential host cells requires a favorable interaction between a protein on the surface of the virus and a protein on the surface of the cell.

For the purposes of gene therapy, one might either want to limit or expand the range of cells susceptible to transduction by a gene therapy vector. To this end, many vectors have been developed in which the endogenous viral envelope proteins have been replaced by either envelope proteins from other viruses, or by chimeric proteins. Such chimera would consist of those parts of the viral protein necessary for incorporation into the virion as well as sequences meant to interact with specific host cell proteins. Viruses in which the envelope proteins have been replaced as described are referred to as pseudotyped viruses.

For example, the most popular retroviral vector for use in gene therapy trials has been the lentivirus Simian immunodeficiency virus coated with the envelope proteins, G-protein, from Vesicular Stomatitus virus. This vector is referred to as VSV G-pseudotyped lentivirus, and infects an almost universal set of cells. This tropism is characteristic of the VSV G-protein with which this vector is coated.

Many attempts have been made to limit the tropism of viral vectors to one or a few host cell populations. This advance would allow for the systemic administration of a relatively small amount of vector. The potential for off-target cell modification would be limited, as well as many concerns from the medical community. Most attempts to limit tropism have used chimeric envelope proteins bearing antibody fragments. These vectors show great promise for the development of "magic bullet" gene therapies.


شاهد الفيديو: انواع الحامض النووي في الفيروسات (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Onyebuchi

    uuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuimh ... رائع .....

  2. Esteban

    ليس موقعًا سيئًا ، أريد بشكل خاص تسليط الضوء على التصميم

  3. Dimi

    تتم إزالته (لديه قسم متشابك)

  4. Malashicage

    شكرا للمساعدة في هذا السؤال ، كلما كان ذلك أسهل ...

  5. Renweard

    أعتذر، لكنها لا تقترب مني. There are other variants?

  6. Jennelle

    إنها قطعة رائعة ، إنها قطعة قيمة

  7. Boarte

    أعرف موقعًا مع إجابات لموضوع مثيرة للاهتمام لك.



اكتب رسالة