È stato scoperto il motivo per cui il 10 per cento del genoma umano è costituito da geni di retrovirus

I virologi hanno identificato un meccanismo che ha consentito ai retrovirus di replicarsi efficacemente per milioni di anni come parte del DNA dei mammiferi.

Si ritiene che il compito principale dei virus sia la trasmissione dei propri geni alle generazioni successive. Nel tentativo di riprodursi a qualsiasi costo, tutti i virus non sono diversi dagli altri organismi viventi, compresi gli esseri umani.

La differenza sta nell'eccezionale semplicità della struttura del virus, che è ridotta a una sola molecola: il vettore del genoma, l'RNA virale, il DNA o, in alcune varianti, la loro combinazione. Un'altra differenza del virus risiede nel suo duplice stato: lo stato extracellulare "morto" delle particelle virali, o virioni, che non mostrano praticamente alcuna attività indipendente, e lo stato "vivo", quando il virus entra nella cellula ospite e inizia a moltiplicarsi, integrandosi nel meccanismo cellulare di trascrizione del DNA.

Tuttavia, si è scoperto relativamente di recente, con la scoperta dei retrovirus endogeni, che alcuni virus potrebbero non avere lo stadio virionico.

Questi virus trasmettono i propri geni alle generazioni successive senza uscire dalle cellule (da qui il loro nome: endogeni, cioè intragenici) e il loro programma genetico, incorporato nel DNA cellulare, è considerato parte integrante del genoma dell'ospite.

È stato ormai accertato che circa l'8-10% del genoma umano è costituito da sequenze nucleotidiche di retrovirus che hanno infettato i nostri antenati evolutivi decine di milioni di anni fa.

In altre parole, un decimo del DNA umano è costituito da geni retrovirali che hanno diversi milioni di anni ("retro" significa che questi virus utilizzano il meccanismo della trascrizione inversa per replicare il proprio genoma: prima, l'enzima virale trascrittasi inversa inizia a sintetizzare un filamento di DNA sull'RNA virale, poi sintetizza un secondo filamento su questo filamento e infine questo DNA virale, dopo aver penetrato la membrana nucleare della cellula, viene incorporato nella cellula ospite e funziona come matrice per la sintesi degli RNA virali da parte della cellula ospite).

I ricercatori dell'Oxford Institute, insieme all'Aarano Diamond Center for AIDS Research (New York, USA) e al Rega Institute (Belgio), hanno deciso di scoprire il meccanismo con cui antichi retrovirus riuscivano a registrarsi in grandi quantità nei nostri geni.

A tal fine, hanno studiato i genomi di 38 mammiferi. Da questi genomi, hanno isolato regioni contenenti sequenze nucleotidiche retrovirali e le hanno poi confrontate in silico (in altre parole, utilizzando metodi matematici computerizzati specializzati) per individuare somiglianze, differenze e la parte che occupano nella regione del DNA virale.

Come ha dimostrato l'analisi, una certa categoria di retrovirus endogeni ha perso, a un certo punto della loro evoluzione, il gene env, responsabile della proteina che aiuta il virus a penetrare nella cellula.

La perdita della capacità di infettare altre cellule non ha comportato la perdita della capacità di autoreplicarsi, solo che ora l'intera durata di vita del virus ha iniziato a scorrere all'interno della cellula ospite parallelamente alla propria durata di vita con l'aiuto di segmenti mobili di DNA virale: i retrotrasposoni.

Tuttavia, la cosa più interessante è che, con la perdita della funzione infettiva da parte di alcuni retrovirus, questi virus hanno rapidamente aumentato la loro rappresentanza all'interno del genoma, con il risultato che il materiale genetico dei virus si è stabilizzato nel DNA dei mammiferi.

Confrontando diversi genomi, i ricercatori hanno riassunto la versatilità di questo fenomeno: la perdita di infettività ha portato a un aumento di 30 volte della quantità di materiale virale.

I retrovirus endogeni sono pericolosi per la salute?

I virus svolgono perfettamente il compito di diffondere i propri geni, essendosi registrati nel DNA umano come passeggeri senza causare danni al trasporto. Per i proprietari, sono, nella maggior parte dei casi, non patogeni, non infettivi, non formano particelle virioniche, in altre parole, non infettano nessuno, e sono presenti sotto il controllo regolatorio della trascrizione del DNA cellulare.

Da un'altra prospettiva, ci sono prove che alcuni retrovirus endogeni (come alcuni esogeni che causano, ad esempio, il sarcoma di Rous, i linfomi e le mielopatie) abbiano un potenziale oncogeno e abbiano tutte le probabilità di stimolare lo sviluppo del cancro, sebbene non sia ancora chiaro cosa inneschi i processi che costringono l'organismo a pagare tali rischi. Lo studio dei virus "fossili" nel nostro genoma è solo agli inizi, quindi le scoperte più istruttive che ci costringeranno a guardare il nostro corpo da una prospettiva completamente diversa devono ancora venire.