Diversité inattendue des séquences dérivées de virus dans le génome humain
De puissants outils d’analyse génétique révèlent que les gens présentent un niveau surprenant de variation dans les séquences génétiques dérivées du virus.
Trois généticiens du RIKEN ont découvert des extraits de matériel génétique auparavant non détectés provenant de virus cachés dans notre ADN . Les méthodes qu’ils ont développées pour cette découverte sont susceptibles d’être précieuses pour déterminer quand ce matériel génétique viral est entré dans le génome humain et aussi s’il pourrait donner lieu à des différences entre les individus.
Figure 1 : Une micrographie électronique en fausses couleurs montrant des herpèsvirus humains 6 (HHV6; cercles rouges) infectant une cellule. Les chercheurs du RIKEN ont découvert de nouvelles variantes structurelles héréditaires dérivées du HHV6 dans les génomes humains. Crédit : © Callista Images/Cultura/Photothèque scientifique
Environ 8 % du génome humain peut être attribué à des rétrovirus, des virus qui inversent l’ordre conventionnel de la transcription génétique, ayant un ARN génome qui est rétro-transcrit en ADN puis inséré dans le génome de la cellule hôte. Le rétrovirus le plus connu est le virus de l’immunodéficience humaine (VIH).
Alors que les rétrovirus peuvent avoir des effets dévastateurs sur la santé humaine, le matériel génétique viral inséré dans nos génomes peut fournir des fonctions utiles. Par exemple, les protéines rétrovirales exprimées dans le placenta permettent aux humains et à d’autres mammifères de donner naissance à une progéniture vivante plutôt qu’à des œufs.
« Au cours de l’évolution humaine, nos ancêtres ont acquis de nombreuses séquences dérivées de virus, dont quelques-unes confèrent des fonctions d’utilisation », explique Shohei Kojima du RIKEN Center for Integrative Medical Sciences (IMS). « Avant, je pensais que les virus étaient des menaces, mais certaines de leurs séquences génétiques sont essentielles au développement humain. ”
Au cours des 2 dernières décennies complètes, les chercheurs ont découvert beaucoup de choses sur les séquences génétiques rétrovirales dans le génome humain, en plus des séquences d’origine virale basées sur des non-rétrovirus. Mais on ne sait pas à quel point ces séquences varient entre les personnes et si des variantes pourraient produire différents traits humains.
Shohei Kojima et deux collègues de RIKEN ont découvert un niveau étonnamment élevé de variation entre les personnes dans les virus endogènes humains. Crédit : © 2021 RIKEN
Maintenant, Kojima, Anselmo Kamada et Nicholas Parrish, tous au RIKEN IMS, ont étudié les variations dérivées du virus chez 3 332 personnes de diverses populations à l’aide d’outils bioinformatiques spécialement conçus pour le devoir.
Ils ont découvert que les virus sont responsables de variations structurelles inattendues dans le génome humain. Ils ont également trouvé de rares variantes dans la lignée germinale qui peuvent être attribuées à l’herpèsvirus humain 6 (Figure 1).
Cependant, tout le matériel génétique viral qu’ils ont trouvé n’avait pas d’origine ancienne. Le trio a découvert que certaines lignées cellulaires couramment utilisées avaient été infectées par des virus. “Nous pensons que ces séquences sont probablement causées par la maladie du sujet qui a donné son sang pour la recherche en génétique humaine”, explique Parrish. « Étrangement, les virus n’infectent pas souvent les cellules B, qui ont été utilisées pour aider à fabriquer les lignées cellulaires que nous utilisions, et nous ne comprenons donc pas pleinement comment ces virus ont infecté les cellules. ”
L’équipe a l’intention d’explorer les fonctions possibles des séquences qu’ils ont identifiées. Certaines études ont suggéré des associations entre les séquences génétiques virales et un risque plus élevé de certaines maladies, note Parrish. « Si c’est vrai, comment et pourquoi sont-ils maintenus dans la population humaine ? ” il demande. «Nous voulons voir quand ils offrent des avantages en plus du coût. ”
Référence : « Virus-derived variation in divers human genomes » par Shohei Kojima, Anselmo Jiro Kamada et Nicholas F. Parrish, 26 avril 2021, Génétique PLoS .
DOI : 10. 1371/journal. pgen. 1009324
