ردپای ویروسی باستانی در ژن‌های انسان امروز

به گزارش «فیز دات ارگ» (Phys.org)، برای نخستین‌بار، دانشمندان موفق شده‌اند ژنوم‌های باستانی «ویروس‌های بتاهرپس انسانی آ ۶و ب۶» (HHV-6A/B) را از بقایای باستانی انسان‌هایی که بیش از دو هزار سال پیش می‌زیسته‌اند، بازسازی کنند. این پژوهش که به رهبری دانشگاه وین و دانشگاه تارتو (استونی) انجام شده و در نشریه Science Advances منتشر شده است، تایید می‌کند که این ویروس‌ها دست‌کم از عصر آهن تاکنون همراه با انسان و در درون او در حال تکامل بوده‌اند.

این یافته‌ها تاریخ طولانی ادغام «هرپس تایپ 6» (HHV-6) در کروموزوم‌های انسانی را ترسیم می‌کند و نشان می‌دهد که HHV-6A احتمالا این توانایی را در مراحل ابتدایی تکامل خود از دست داده است.

هرپس نوع 6 B (HHV-6B) حدود ۹۰ درصد کودکان را تا سن دو سالگی آلوده می‌کند و بیش از همه به عنوان عامل بیماری «روزئولا اینفانتوم» یا «بیماری ششم» شناخته می‌شود که شایع‌ترین علت تشنج‌های ناشی از تب در کودکان خردسال است. این ویروس به همراه خویشاوند نزدیک خود، HHV-6A، در گروهی از ویروس‌های هرپس انسانی بسیار شایع قرار می‌گیرد که معمولا پس از یک بیماری اولیه خفیف در اوایل کودکی، عفونتی نهفته و مادام‌العمر ایجاد می‌کنند.

ویژگی استثنایی این ویروس‌ها توانایی آنها در ادغام شدن با کروموزوم‌های انسانی است؛ قابلیتی که به ویروس اجازه می‌دهد به صورت خاموش باقی بماند و در موارد نادر، به عنوان بخشی از ژنوم خود میزبان به ارث برسد. چنین نسخه‌های ویروسی ارثی امروزه در حدود ۱ درصد از جمعیت انسانی وجود دارد. هرچند مطالعات پیشین فرض کرده بودند که این ادغام‌ها بسیار کهن هستند، داده‌های جدید این پژوهش نخستین مدرک ژنومی مستقیم را ارائه می‌دهد.

بازیابی DNA ویروسی از گذشته‌های دور

یک تیم پژوهشی بین‌المللی به رهبری دانشگاه وین و دانشگاه تارتو- با همکاری دانشگاه کمبریج و دانشگاه کالج لندن- نزدیک به ۴۰۰۰ نمونه اسکلت انسانی از محوطه‌های باستان‌شناسی سراسر اروپا را بررسی کرد. در این میان، ۱۱ ژنوم ویروسی باستانی شناسایی و بازسازی شد که قدیمی‌ترین آنها متعلق به دختری جوان از ایتالیا در عصر آهن (۱۱۰۰ تا 6۰۰ پیش از میلاد) بود.

دیگر افراد، طیف گسترده‌ای از نظر جغرافیایی و زمانی را پوشش می‌دادند: هر دو نوع ویروس هرپس انسانی (HHV) در انگلستان، بلژیک و استونی قرون وسطی یافت شدند، در حالی که HHV-6B همچنین در نمونه‌هایی از ایتالیا و روسیه اوایل دوره تاریخی مشاهده شد. چند تن از افراد انگلیسی حامل اشکال ارثی HHV-6B بودند و بدین‌ترتیب به قدیمی‌ترین حاملان شناخته‌شده ویروس‌های هرپس انسانیِ ادغام یافته در کروموزوم تبدیل شدند. محوطه بلژیکی سینت-ترویدن بیشترین تعداد موارد را در خود داشت و نشان داد که هر دو گونه ویروسی در یک جمعیت واحد در گردش بوده‌اند.

«مریم گولیل» (Meriam Guellil)، پژوهشگر ارشد این پژوهش از دانشگاه وین، می‌گوید: «در حالی که HHV-6 در مقطعی از زندگی تقریبا ۹۰ درصد جمعیت انسانی را آلوده می‌کند، تنها حدود ۱ درصد ویروس را که از والدین به ارث رسیده در تمام سلول‌های بدن خود حمل می‌کنند. این ۱ درصد مواردی هستند که بیشترین احتمال شناسایی آنها با استفاده از DNA باستانی وجود دارد و همین موضوع جست‌وجوی توالی‌های ویروسی را بسیار دشوار می‌کند».

او می‌افزاید: «بر اساس داده‌های ما، اکنون می‌توان تکامل این ویروس‌ها را در طول بیش از ۲۵۰۰ سال در سراسر اروپا، از قرن‌های هشتم تا ششم پیش از میلاد تا امروز، ردیابی کرد».

ادغام‌های باستانی، پیامد‌های پایدار

ژنوم‌های بازیابی شده به پژوهشگران اجازه دادند محل ادغام ویروس‌ها در کروموزوم‌ها را تعیین کنند. مقایسه با داده‌های امروزی نشان داد که برخی از این ادغام‌ها بسیار کهن بوده و برای هزاران سال از نسلی به نسل دیگر منتقل شده‌اند. یکی از دو گونه ویروسی (HHV-6A) به‌نظر می‌رسد که به تدریج توانایی ادغام در DNA انسانی را از دست داده است. موضوعی که گواه آن است که این ویروس‌ها، با وجود هم‌زیستی طولانی‌مدت با میزبانان انسانی خود، مسیر‌های تکاملی متفاوتی را طی کرده‌اند. «شارلوت هولدکرافت» از دانشگاه کمبریج می‌گوید: «حمل یک نسخه از HHV-6B در ژنوم با آنژین قلبی مرتبط دانسته شده است. ما می‌دانیم که این اشکال ارثی HHV-6A و B امروزه در بریتانیا شایع‌تر از دیگر نقاط اروپا هستند و این نخستین شواهد از حاملان باستانی آنها در بریتانیاست».

فصلی تازه در تکامل ویروس–میزبان

کشف این ژنوم‌های باستانی HHV-6 نخستین شواهد دارای تاریخ‌گذاری دقیق را از هم‌تکاملی بلندمدت این ویروس با انسان در سطح ژنومی فراهم می‌کند. این یافته همچنین نشان می‌دهد که DNA باستانی چگونه می‌تواند سیر تکامل بلندمدت بیماری‌های عفونی را آشکار کند؛ از عفونت‌های کوتاه‌مدت دوران کودکی تا توالی‌های ویروسی که به بخشی از ژنوم انسان تبدیل شده‌اند.

HHV-6A و HHV-6B که تنها در دهه ۱۹۸۰ کشف شدند، اکنون می‌توانند تا عصر آهن ردیابی شوند و شواهد ژنومی مستقیمی از تاریخ مشترک و کهن میان ویروس‌ها و انسان ارائه دهند.

گولی می‌گوید: «داده‌های ژنتیکی مدرن حکایت از آن داشت که HHV-6 ممکن است از زمان مهاجرت انسان از آفریقا همراه او تکامل یافته باشد. این ژنوم‌های باستانی اکنون نخستین مدرک عینی از حضور آنها در گذشته عمیق انسان را فراهم می‌کنند».