Protein phòng vệ tiêu diệt retroviruses ở linh trưởng cổ đại

Retrovirues là những vị khách đáng sợ nhất. Những kí sinh vật phân tử này tự gắn bản thân chúng vào ADN của vật chủ. Những vật chủ không may thậm chí không thể tự giải thoát bằng cách giết chúng, vì chúng vẫn tiếp tục còn lại một cách ngoan cố sau khi chết.

Khoảng 8% bộ gen của người có “ghi chép hóa thạch” của retroviruses đã tuyệt chủng mà chúng ta thừa kế từ tổ tiên của chúng ta, những người từng là nạn nhân của loại virut này. Ghi chép đó cho phép các nhà khoa học nghiên cứu cái gì đã tiêu diệt loài virut cổ đại này, cung cấp hiểu biết trong trận chiến với những virut ngày nay, ví dụ như HIV.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Rockefeller đã phục hồi hai nhóm retroviruses ở linh trưởng để nghiên cứu liệu những protein phòng vệ đã tiến hóa nhanh chóng ở người và các loài linh trưởng khác có thể tiêu diệt chúng hay không. Họ phát hiện rằng một protein, gọi là TRIM5α, hoàn toàn vô dụng. tuy nhiên. Tuy nhiên, qua việc nghiên cứu một cách kỹ lưỡng phần còn lại của loại virut đã biến mất này được tìm thấy trong những bộ gen của tinh tinh và khỉ nâu, các nhà nghiên cứu đã phát hiện những dấu hiệu rằng một protein khác - APOBEC3 – chính là tác nhân tiêu diệt loại virut này. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí PLoS Pathogens.

Paul Bieniasz, một giáo sư điều hành phòng thí nghiệm Retrovirology, đồng thời là nhà khoa học tại trung tâm nghiên cứu AIDS Aaron Diamond, cho biết: “Nó giống như việc phát hiện một bộ xương hóa thạch với một ngọn giáo xuyên qua đầu. Bạn có thể khá chắc chắn người đó chết như thế nào. Trong trường hợp này, chúng ta thậm chí có thể làm những thử nghiệm để kiểm tra ngọn giáo có được đặt vào trong sọ sau khi người đó chết hay không. Bằng chứng ADN rất rõ ràng về điểm đó”.

Quá trình sao chép của retroviruses. (Ảnh: emc.maricopa.edu)

Các nhà nghiên cứu tái tạo một số phần của retroviruses đã tự ẩn mình vào ADN của những loài linh trưởng cổ đại vài triệu năm trước. Họ biết khá rõ thời điểm chính xác, vì những virut này không được tìm thấy ở con người. Con người tách ra khỏi linh trưởng khoảng 6 triệu năm trước. Mục đích là để giải thích tại sao những virut cổ đại này không lan truyền sang người giống như HIV và để tìm hiểu tác nhân nào ở con người đã bảo vệ chúng ta khỏi những virut này.

Làm việc với những phần của loại virut đã tuyệt chủng được bảo quản trong ADN của linh trưởng, các nhà nghiên cứu đã buộc retrovirus hiện đại, được tìm thấy ở chuột, tạo ra một loại protein tương tự như những người họ hàng cổ đại của nó. Bieniasz, nhà nghiên cứu bậc sau tiến sĩ David Perez, và nghiên cứu sinh Steven Soll phát hiện rằng một loại protein phòng vệ - TRIM5α – không ngăn cản virut lây nhiễm các tế bào khác, ngược với những phát hiện gần đây của một phòng thí nghiệm khác. Phân tích nhiều ADN “hóa thạch” chứa retrovirusesm các nhà nghiên cứu phát hiện một đột biến kỳ lạ có thể đã khiến virut ngừng sinh sản, đột biến này do APOBEC3 tạo ra. Họ nhận định đột biến chịu trách nhiệm ngừng hoạt động của retroviruses khác biệt tùy theo loài và virut.

Cho đến thời điểm hiện tại, phóng thí nghiệm của Bieniasz đã xác minh rằng APOBEC3 tham gia vào cuộc chiến chống retroviruses nhưng không tiêu diệt tất cả chúng, hoặc protein này chịu trách nhiệm ngăn chặn sự lan truyền sang người vì loài người có protein APOBEC3.
Soll cho biết: “Khi bạn tìm hiểu một điều đã xảy ra hàng triệu năm trước, rất khó để giải thích nó trong phòng thí nghiệm”.