ვირუსები - ჩვენი გენომის მდგმურები
ცოტამ თუ იცის, რომ არსებობს ვირუსები, რომლებიც ჩვენი გენომის მუდმივი ნაწილია. მათი გენები ჩვენს გენებს შორისაა ჩაშენებული. მათ, ჩვენი ორგანიზმის გარეთ მცხოვრები ვირუსებისგან განსხვავებით, ენდოგენურ ვირუსებს უწოდებენ.
მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ ენდოგენური ვირუსები ჩვენს გენომში 25 მილიონ წელიწადზე მეტი ხნის წინ გაჩნდა. ადამიანის გენომის შესწავლისას კი გაირკვა, რომ ასეთ გენებს მისი 8% უკავია და მათი რაოდენობა 100 000-ს აჭარბებს. ადამიანის გენომში ენდოგენურ ვირუსთა არსებობა უკვე მრავალი წელია დადასტურებულია, მაგრამ ასეთი მრავალრიცხოვანნი თუ იქნებოდნენ, ვინ იფიქრებდა...
ვირუსთა ამ ჯგუფს მეცნიერები HERV აბრევიატურით აღნიშნავენ და ინტენსიურად შეისწავლიან. ასეთი ინტერესი გამოიწვია ჰიპოთეზამ, რომ ამ ვირუსთა გენები მრავალ ფიზიოლოგიურ და პათოლოგიურ პროცესში მონაწილეობს. ზოგიერთი ვარაუდი ექსპერიმენტულად უკვე დადასტურდა, ზოგიერთი კი თავის ჯერს ელის.
ენდოგენურ ვირუსთა აღმოჩენა ჩვენს გენომში ძალზე ადვილია. მათ კარგად შეინარჩუნეს მსგავსება თავიანთ ეგზოგენურ "ნათესავებთან". მიუხედავად ამისა, ევოლუციურ პროცესში მათში მრავალი მუტაცია დაგროვდა. ახლა ისინი "დაზიანებულნი" არიან, არ შეუძლიათ წარმოქმნან რაიმე ცილა, დაკარგეს თვითგანახლების უნარი. ასე რომ, არც ერთ ენდოგენურ ვირუსს არ შეუძლია ინფექციურ აგენტად გარდაიქმნას.
HERV იმ უძველეს ვირუსთა ნაშთებია, რომლებმაც შეაღწიეს ადამიანის სასქესო უჯრედებში - სპერმატოზოიდსა და კვერცხუჯრედში, ჩაშენდნენ მათ გენომში და მილიონობით წელია, თაობიდან თაობას გადაეცემიან ჩვენს გენებთან ერთად. ენდოგენურ ვირუსთა შესწავლა გააფართოებს ჩვენს ცოდნას ონკოლოგიური დაავადებების წარმოშობის შესახებ, რადგან სიმსივნურ უჯრედებში აღმოჩენილია ცილები, რომლებიც ვირუსისთვის არის დამახასიათებელი. ამასთან, შეგვეძლება დავინახოთ, როგორ მოქმედებს შიდსის ვირუსი ჩვენს საწინააღმდეგოდ - მისი გენები ხომ ძალიან ჰგავს ენდოვირუსთა გენებს...
საფრანგეთის გუსტავ რუსის ინსტიტუტის პროფესორმა ტიერი ჰეიდმანმა და მისმა კოლეგებმა გადაწყვიტეს, ჩვენს გენომში მიმოფანტული ნაშთებისგან აღედგინათ ის ენდოგენური ვირუსი, რომელიც ადამიანის გენომში დაახლოებით 5 მილიონი წელია სახლობს. გენური ინჟინერიის წყალობით მათ შეაერთეს სამ უბანში გაფანტული გენები და ვირუსი აღადგინეს. მას სიმბოლური სახელი - "ფენიქსი" უწოდეს. მეცნიერებმა აქვე აღმოაჩინეს მეტად არასასიამოვნო მოვლენაც: აღდგენილ ვირუსს ადამიანის უჯრედების დაინფიცირების უნარიც აღუდგა. აქედან გამომდინარე, არ არის გამორიცხული, რომელიმე ენდოგენურმა ვირუსმა თავი აღიდგინოს და პათოგენურად გარდაიქმნას.
ენდოგენურ ვირუსთა პათოგენურ ვირუსებად გარდაქმნის ალბათობა ძალზე მცირეა, მაგრამ მაინც არსებობს. ახლა, როცა ხელთ "გაცოცხლებული" ენდოვირუსი გვყავს, შესაძლებელია იმის შემოწმებაც, შესწევს თუ არა მას ონკოლოგიური დაავადებების გამოწვევის უნარი და თუ შესწევს, როგორ მოქმედებს იგი. ენდოგენური ვირუსები იმით არიან უნიკალურნი, რომ ერთსა და იმავე დროს გენებიც არიან და ვირუსებიც.
ვირუსები იმდენად პატარები არიან, რომ მხოლოდ ელექტრონულ მიკროსკოპში თუ დავინახავთ. ისინი ზომით ოდნავ თუ აღემატებიან დიდ მოლეკულებს. ამიტომ არ არის გასაკვირი, რომ მათ არ შეუძლიათ ატარონ ყველა ის გენი, რომელიც დამოუკიდებელი ცხოველქმედებისთვის არის საჭირო. ვირუსთა უმრავლესობა თავისი გენომით ატარებს მხოლოდ რამდენიმე გენს. ამიტომ ყველა ვირუსი პარაზიტია - ისინი სიცოცხლის ნიშნებს ავლენენ და მრავლდებიან მხოლოდ მასპინძელი ორგანიზმის უჯრედებში.
ვირუსის სასიცოცხლო სტრატეგია ასეთია: მასპინძლის უჯრედში შეღწევა, მისი რესურსების გამოყენება ახალი ვირუსების წარმოქმნისთვის, უჯრედიდან გამოსვლა და ახალი უჯრედის დასნებოვნება. მაგრამ ზოგიერთი ვირუსი უფრო "ეშმაკურად" იქცევა: უჯრედში შეღწევის შემდეგ თავის გენებს მასპინძლის გენომში ჩააშენებს და ამით მისი სამუდამო ბინადარი ხდება.
ამგვარად ვირუსს გამრავლება გარანტირებული აქვს: უჯრედი გაყოფისას თავის გენებთან ერთად ვირუსის გენთა ასლებსაც წარმოაქმნის და მათ შვილეულ უჯრედებს გადასცემს. ზოგჯერ ასეთი ვირუსი წლების მანძილზე ისე მრავლდება, რომ თავს არ იჩენს, დროთა განმავლობაში კი მასში მუტაციები გროვდება და მასპინძელი უჯრედის გენომისთვის გენეტიკურ "ტვირთად" იქცევა.
ზოგჯერ კი მასპინძელი უჯრედი ასეთ გენებს თავის სასარგებლოდაც იყენებს. ამის მაგალითია ცილა სინციტინი, რომელიც ერთ დროს ვირუსის გარსის ცილა იყო და მას ვირუსული გენები ასინთეზებდნენ. პროფესორი ტიერი ჰეიდმანი დარწმუნებულია, რომ "ვირუსები ევოლუციის პროცესში გვეხმარებოდნენ, ჩამოვყალიბებულიყავით ისეთებად, როგორებიც ვართ დღეს". ეს, პირველ რიგში, პლაცენტას ეხება: გაირკვა, რომ ენდოგენური ვირუსების გარეშე იგი ვერ ჩამოყალიბდებოდა (ამ აღმოჩენამ ერთხანს მეცნიერთა უნდობლობაც კი გამოიწვია - ისინი კოლეგებისგან დამამტკიცებელ ფაქტებს მოითხოვდნენ).
პლაცენტა ასრულებს მრავალ მნიშვნელოვან ფუნქციას, რომელთა შორის არის საკვები ნივთიერებებით ნაყოფის მომარაგება და მისი ორგანიზმიდან ცხოველქმედების პროდუქტების გამოტანა, აირთა ცვლა, ჰორმონთა სეკრეცია ორსულობის ნორმალური წარმართვისათვის. მას იმუნიტეტის დათრგუნვის უნარიც შესწევს. ამასთან, პლაცენტის უჯრედები გაერთიანებულნი არიან და მრავალბირთვიან წარმონაქმნს ქმნიან. პლაცენტის ორი თვისება: ერთი ის, რომ შედგება მრავალი გაერთიანებული უჯრედისგან, და მეორე - უნარი შესწევს, დათრგუნოს იმუნიტეტი, - ძალიან ჰგავს ვირუსის ერთ-ერთი ცილის თვისებას. ეს ცილაა ენვ. ვირუსის მიერ იმუნიტეტის დათრგუნვა მას მასპინძლის აგრესიისგან იცავს, ხოლო მისი უნარი გააერთიანოს უჯრედები, ზრდის მის მაინფიცირებელ რესურსს.
პლაცენტაში ენდოგენური ვირუსის ამ ცილის აღმოჩენა სენსაცია იყო. სადღეისოდ პლაცენტის განვითარებაში მონაწილე ენდოგენურ ვირუსთა რიცხვი კიდევ ორი ვირუსული ცილით შეივსო. ერთ-ერთი მათგანი სინციტინია. მისი ნაკლებობა ორსულობის სერიოზულ გართულებებს იწვევს. ეს მოვლენა აღინიშნება პრეეკლამფსიის დროს. პლაცენტის ჩამოყალიბების გენი ჩვენმა წინაპრებმა, როგორც ჩანს, ვირუსებისაგან მიიღეს. დროთა განმავლობაში გენმა დაკარგა ინფიცირების უნარი, ევოლუციამ კი მას ახალი ფუნქცია - პლაცენტის განვითარების რეგულაცია - დააკისრა.
მრავალი მილიონი წლის განმავლობაში მიმდინარე ევოლუციის პროცესში ადამიანმა და ვირუსებმა "თანამშრომლობა" ისწავლეს, თუმცა ასეთი ურთიერთობის მაგალითი ძალიან ცოტაა. საერთო ჯამში, ვირუსები ჩვენი ორგანიზმის მიმართ მაინც მტრულად არიან განწყობილნი.
რა დაავადებებს უნდა იწვევდეს ვირუსი, რომელიც ჩვენს გენომში ბინადრობს? რამ შეიძლებაა გაააქტიუროს იგი?
როგორც გაირკვა, მისი გააქტიურება შეუძლია რენტგენის სხივებს, სხვადასხვა ქიმიურ ნივთიერებას, ჰორმონისმაგვარ ფაქტორებს, სტეროიდულ ჰორმონებს და სხვა. ფართო ლიტერატურულ მიმოხილვაში, რომელიც ვირუსოლოგებმა ჰოვარდ ურნოვიცმა და უილიამ მერფიმ გამოაქვეყნეს რამდენიმე წლის წინ, აღნიშნულია, რომ ენდოგენურ ვირუსებთან მრავალი დაავადების დაკავშირება შეიძლება. ესენია: ლეიკემია, ზოგიერთი სხვა სიმსივნური პათოლოგია, ნერვული სისტემის, აუტოიმუნური, რევმატოიდული და სხვა დაავადებები. გარდა ამისა, დადგენილია, რომ ეს გენები მონაწილეობენ ისეთი დაავადებების პათოგენეზში, როგორებიცაა გაფანტული სკლეროზი, I ტიპის შაქრიანი დიაბეტი, რევმატოიდული ართრიტი, შიზოფრენია, წითელი მგლურა, ფსორიაზი, მელანომა და სხვანი. მრავალ ენდოგენურ ვირუსს შესწევს ქსენოტროპიზმის უნარი - არ არის აქტიური მასპინძლის უჯრედებში, მაგრამ შეუძლია, სხვა ორგანიზმის უჯრედებში გააქტიურდეს.
ქსენოტროპიზმი ერთ-ერთი მთავარი საფრთხეა, რომელიც ქსენოტრანსპლანტაციას ანუ სხვადასხვა სახეობის ორგანიზმთა შორის ორგანოთა და ქსოვილთა ტრანსპლანტაციას ახლავს თან (ასეთია, მაგალითად, ადამიანისათვის ღორის ორგანოთა გადანერგვა). მკვლევრები იმედოვნებენ, რომ ადამიანის გენომის "მოლეკულური წარსულის" შესწავლა საშუალებას მოგვცემს, გადავჭრათ ის სამედიცინო სირთულეები, რომლებსაც დღეს დაავადებათა მკურნალობისას ვაწყდებით. იბადება ახალი დარგი - პალეოვიროლოგია, რომლის ამოცანაა დაავადებების შესწავლა ჩვენს გენომში არსებული უძველესი ვირუსების შესწავლის გზით.