וירולוגיה קלינית

סיכום שיעור 11

Maya Touati Garbi

Maya Touati Garbi

פרטי הסיכום

קורס: וירולוגיה קלינית

מספר השיעור: 11

סיכום השיעור

רטרו-וירוס הוא נגיף (וירוס) בו החומר התורשתי הוא RNA, ובתהליך הכפלתו מתבצע שעתוק לאחור של הגנום מ-RNA ל-DNA (מכאן השם “רטרו”). אחד הרטרו-וירוסים הידועים הוא HIV, הנגיף הגורם למחלת האיידס. לרטרו-וירוס גנום המכיל שני גדילים זהים של RNA חד-גדילי חיובי. לאחר חדירת הווירוס לתא הוא מסתמך על האנזים רוורס טרנסקריפטאז (טרנסקריפטאז הפוך או reverse transcriptase) כדי לבצע סוג של שעתוק לאחור של הגנום שלו מ-RNA ל-DNA, ועל ידי אנזים אינטגראז (Integrase) הוא נכנס לגנום של הפונדקאי. הווירוס עצמו מהווה מקום אחסון למטען הגרעיני הגנטי שלו. תהליך השעתוק לאחור מתרחש בציטוזול (נוזל הציטופלזמה) של הפונדקאי. כל גנום של הנגיף המשולב בגוף הפונדקאי נקרא פרו וירוס.

בעוד שהשעתוק במרבית התהליכים הביולוגיים מתרחש בדרך כלל מ-DNA ל-RNA, השעתוק לאחור מתעתק RNA ל-DNA. המונח “רטרו” בשם רטרו וירוס מתייחס לכך שהוא מפר את הדוֹגְמָה המרכזית של הגנטיקה. היות שבתהליך השעתוק לאחור לא מתקיימת הגהה (תיקון שגיאות על ידי אנזימים), סוג זה של נגיפים עובר מוטציות לעיתים קרובות מאוד. דבר זה מאפשר לנגיף להגדיל את ההתנגדות לתרופות אנטי-נגיפיות במהירות; זו היא הסיבה העיקרית לכך שתרופות הניתנות לנשאי HIV ניתנות לרוב בשילוב תרופות נוספות ולא כתרופה יחידה (HAART). הגנומים של רטרו-וירוסים מכילים בדרך כלל שלושה גנים המקודדים חלבונים אשר יכולים להימצא בנגיף הבוגר:
קודי gag בשביל הליבה והמבנים החלבוניים של הנגיף.
קודי pol לתהליך התרגום, האנזים פרוטאז והחלבון אינטגראז.
קודי env למעטה החלבוני של הנגיף.
שישה רטרו-וירוסים שזוהו בגוף האדם (ארבעה זני וירוס HTLV ושני זני וירוס HIV) תוקפים את תאי T של מערכת החיסון. מאפיין נוסף המשותף למשפחת הרטרו-וירוסים הוא מעטפת ליפידים המקיפה את המעטפת החלבונית. מעטפת זו חיונית לפעולתם. מחקרים ברטרו-וירוסים הם אלו שהראו לראשונה סינתזה של DNA מתבניות RNA.
הגנומים של היצורים הנחשבים מפותחים יותר, כגון האדם, וכמובן גם גנומים של יונקים אחרים מכילים “מאובנים גנטיים” של נגיפים שונים, בעיקר מקבוצת הרֶטרוֹ-וירוסים (הנגיפים המהופכים). רטרו-וירוסים הם נגיפי RNA בעלי מחזור חיים הכולל השתלבות של העתק DNA של הגנום שלהם (המיוצר באמצעות אנזים המכונה reverse transcriptase) בגנום של המאכסן. העתק זה מכונה פרו-וירוס (provirus או קדם-נגיף). על פי המידע שבפרו-וירוס מיוצרים בהמשך חלבונים וכן העתקי RNA חדשים של הנגיף המרכיבים את הצאצאים הנגיפיים.
לעתים, לאחר השתלבות העתק ה-DNA של הנגיף בגנום המאכסן, חלות מוטציות המונעות את המשך מחזור החיים הנגיפי והרצף שלו נשאר בגנום. אם האירוע מהתרחש בתאי מערכת הרבייה נשאר הרצף הנגיפי כ”מאובן” גנטי ומורש לדורות הבאים. מתברר כי שמונה אחוזים (!) מהגנום האנושי הם מאובנים גנטיים של רטרו-וירוסים!, ובתנאים מסויימים אף אפשר “להחיות אותם”. בשנת 2007, כשניסו להבין מדוע פרצה “הפרעת התמוטטות הנחיל” בכוורות דבורים ברחבי העולם, התברר כי הנגיף IAPV, Israeli acute paralysis virus, הוא הגורם למחלה. עוד התברר שהנגיף משאיר, במנגנון לא ידוע, העתקי DNA של חלקים מהגנום שלו בחלק מהדבורים; אף שנצפה בדבורים עם הנגיף ה”אינטגרטיבי” שינוי התנהגותי, הועלתה השערה שייתכן כי הדבורים הללו חסינות מפני השפעתו הקטלנית של הנגיף. השתלבות העתק DNA של נגיף RNA שאינו רטרו-וירוס נצפתה גם בצמחים ובתחילת 2010 גם ביונקים: במקרה זה מדובר בנגיף Borna. כדי לבדוק עד כמה התופעה הזו של השתלבות העתקי DNA של נגיפי RNA שאינם רטרו-וירוסים נפוצה בחולייתנים, חיפשה קבוצת מחקר הכוללת את ולדימיר בליי (Belyi) וארנולד לווין (Levine) מאוניברסיטת פרינסטון, ואת אנה סקלקה (Skalka) מאוניברסיטת פילדלפיה, מאובנים גנטיים של כל נגיפי ה-RNA שאינם רטרו-וירוסים. ב-19 מהחולייתנים שנבדקו נמצאו שרידים כאלה, ובסך הכל 80 מאובנים גנטיים של גנים נגיפי RNA, מקצתם פעילים. עם זאת, הנגיפים המאובנים היו מוגבלים ברובם המכריע רק לשתי קבוצות: נגיפי הפילוֹ (Filoviruses שאליהם משתייכים נגיפי מרבורג ואבולה, הגורמים לקדחת מדממת קטלנית) ונגיפי בּוֹרנה (Bornaviruses – שחלקם גורמים למחלות נוירולוגיות קטלניות בסוסים, בבקר ובבעלי חיים אחרים). כיצד השתלבו נגיפי RNA אלה בגנום של המאכסן? חשוב לציין שלָרוב נגיפים אלה אינם מגיעים כלל לגרעין התא, אלא מתרבים בציטופלסמה, וגם כשהם מגיעים לגרעין אין מעורב DNA במנגנון הכפלתם. מנגנון אפשרי אחד הוא שבמהלך הדבקה משותפת עם רטרו-וירוס, נוצר העתק DNA גם של הגנום של הנגיף הנוסף – וזה השתלב איכשהו בגנום של המאכסן. מה הסיבה שנשמר הרצף הנגיפי בגנום של המאכסן ושל צאצאיו? האם השתמרות הרצף הנגיפי הקנתה יתרון כלשהו למאכסן? האם מדובר במעין חיסון טבעי, שמנע הידבקות באותם נגיפים קטלניים? יש רמזים שאכן כך הוא, אך יש צורך במחקר נוסף כדי לאשש זאת.

עריכת הסיכום

iw עִבְרִית
X