Retrovirus chiếm 8% DNA của người, có thể tốt cho miễn dịch

Retrovirus là gì?

Các vi khuẩn như vi khuẩn tại ruột và da đóng góp cho sức khỏe con người không phải là một khái niệm mới. Trên thực tế, các nhà khoa học cũng đã phát hiện ra rằng hàng trăm nghìn đoạn DNA trong cơ thể người có nguồn gốc từ virus. Những đoạn [DNA] đứt gãy này đã được gắn vào cơ thể người từ lâu và truyền qua các thế hệ. Virus cùng những đoạn DNA mà chúng tạo ra này được gọi là “retrovirus nội sinh”.

DNA virus có tác động gì đến cơ thể người? Mãi cho đến những năm gần đây, người ta mới phát hiện ra rằng những vật liệu di truyền ngoại lai này cũng có thể đóng một vai trò trong việc tăng khả năng miễn dịch của con người.

Ông Yuanyu Jeng, cựu bác sĩ điều trị tại Khoa Truyền nhiễm của Bệnh viện Đa khoa Cựu chiến binh Đài Bắc, đã giải thích chi tiết về chủ đề này.

Một nghiên cứu trên Tạp san Science: Các đoạn DNA của virus giúp chống lại sự lây nhiễm của virus

Một nghiên cứu được công bố trên Tập san Science vào tháng 10/2022 đã cho thấy rằng một loại protein có tên là Suppressyn có thể bảo vệ tế bào người khỏi bị nhiễm virus RD114.

Suppressyn có thể được sản xuất bởi chính cơ thể con người, nhưng các nhà khoa học thông qua phân tích chuyên sâu đã phát hiện ra rằng DNA tạo ra Suppressyn trong cơ thể người là do một loại virus. Họ tin rằng quá trình xâm nhập của virus đã diễn ra từ tổ tiên của chúng ta. Virus có thể được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác do lây nhiễm vào các tế bào mầm. Vì vậy, thời nay, con người nói chung sở hữu gene virus này.Do đó, tất cả mọi người được sinh ra cùng với gene virus có từ tổ tiên. Các nghiên cứu hiện đã tìm ra rằng khoảng 8% thông tin di truyền trong DNA của con người có chứa các retrovirus nội sinh.

Làm thế nào để retrovirus làm thay đổi DNA của tế bào?

Cơ thể người có thể tạo ra ribonucleic acid (RNA) liên quan đến thông tin di truyền của DNA, từ đó tạo ra chất thiết yếu cấu thành nên cơ thể người – protein. “Phiên mã” đề cập đến quá trình tạo ra RNA liên quan đến DNA.Đương nhiên, DNA của cơ thể người cần được bảo vệ, vì vậy các nhà khoa học từng tin rằng quá trình phiên mã DNA thành RNA là một chiều và không thể đảo ngược.

Tuy nhiên, các nhà khoa học đã rất ngạc nhiên khi phát hiện ra “retrovirus,” vì những loại virus này có thể sử dụng tế bào người tạo ra các đoạn DNA dựa trên RNA của chính chúng và gắn vào DNA của tế bào. Nói cách khác, DNA trong tế bào của một sinh vật có thể bị xâm nhập và thay đổi.

Nói một cách đơn giản, retrovirus có thể cài thông tin di truyền của mình vào DNA của tế bào người, từ đó làm thay đổi DNA của tế bào người.

Virus HIV gây bệnh AIDS và virus viêm gan B gây viêm gan là những retrovirus phổ biến.

Virus làm thay đổi DNA người có thể tạo ra ‘dị nhân’ không?

Sau khi DNA người bị biến đổi, con người sẽ biến thành “dị nhân”, “người máy” hay “thây ma” như trong phim?

Dĩ nhiên là không.

Ví dụ, virus viêm gan B chỉ làm thay đổi các tế bào gan, trong khi HIV nhắm vào các tế bào T hỗ trợ. DNA của các tế bào khác trong cơ thể không bị thay đổi. Nói cách khác, DNA của con cái bệnh nhân sẽ không bị ảnh hưởng bởi virus.

Tuy nhiên, nếu một retrovirus lây nhiễm vào các tế bào mầm, chẳng hạn như tinh trùng hoặc noãn nguyên bào, và làm thay đổi DNA của chúng, thì những thay đổi đó có thể được truyền cho con cái và các thế hệ khác.

Do đó, tất cả chúng ta được sinh ra với DNA virus do tổ tiên – những người vốn đã bị nhiễm virus truyền lại. Loại virus này được đặt tên là retrovirus “nội sinh”, vì thông tin DNA của chúng hiện diện “tự nhiên” trong cơ thể chúng ta.

Truy ngược về nguồn gốc, tổ tiên của chúng ta thu được các đoạn retrovirus nội sinh trong DNA từ sự lây nhiễm bên ngoài. Các động vật khác, bao gồm lợn, khỉ và đười ươi, cũng chứa thông tin retrovirus nội sinh trong DNA của chúng.

Các gene virus được thừa hưởng từ tổ tiên của chúng ta vẫn có thể gây bệnh?

Khi lần đầu tiên phát hiện ra những đoạn virus ngoại lai trong DNA của con người, các nhà khoa học nghĩ rằng chúng có thể chỉ là “hóa thạch” còn sót lại từ virus cổ đại và không hoạt động. Về cơ bản, con người hoặc các loài động vật khác sống sót sau các đợt lây nhiễm virus nhưng không thể loại bỏ DNA ngoại lai, vì vậy chúng vẫn tồn tại trong DNA như “dã tích.”

Các retrovirus nội sinh ở người chưa được phát hiện là gây bệnh hoặc lây nhiễm, nhưng người ta đã xác nhận rằng các tế bào người có thể tạo ra một thực thể virus gọi là retrovirus nội sinh K ở người.

Mặc dù đây là loại virus hoàn chỉnh duy nhất được phát hiện cho đến nay, nhưng các retrovirus nội sinh thực sự chiếm tới 8% DNA của con người. Các phần khác của retrovirus, chẳng hạn như các đoạn RNA và các hạt protein, cũng có thể được tạo ra từ tế bào người.

Nhìn từ một góc độ khác, trong quá trình xâm nhập vào tế bào người và truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác, một số DNA của những loại virus này đã trở nên không hoàn chỉnh, một số trở nên không hoạt động, và một số thậm chí còn có ích cho con người.

Retrovirus nội sinh có cả tác động tốt và xấu đối với cơ thể con người

Ví dụ, cơ thể tạo ra một loại protein gọi là syncytin giúp ổn định cấu trúc nhau thai. Nếu không có syncytin, phụ nữ mang thai sẽ gặp các tình trạng và bệnh liên quan đến nhau thai, chẳng hạn như sẩy thai, thai nhi chậm phát triển, và tiền sản giật.

Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng gene mã hóa syncytin đến từ retrovirus nội sinh, và syncytin là một yếu tố ổn định quan trọng đối với quá trình sinh sản của con người.

Tuy nhiên, một số bệnh, bao gồm bệnh đa xơ cứng, tâm thần phân liệt, và rối loạn lưỡng cực, có thể liên quan đến những bất thường về syncytin trong hệ thần kinh.

Các nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng một số thành phần retrovirus nội sinh khác cũng có thể liên quan đến các bệnh tự miễn dịch, bao gồm bệnh tiểu đường type 1 và viêm khớp dạng thấp.

Có thể hình dung rằng các gene virus mà con người thừa hưởng ban đầu là “những kẻ xâm lược” đối với tổ tiên của chúng ta. Sau khi được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác, hệ miễn dịch dần dần chấp nhận sự tồn tại của những gene này.

Sau đó, liệu hệ miễn dịch có thể xem những gene virus này là “kẻ xâm lược” ngoại lai và tiến hành một cuộc tấn công, từ đó gây ra các bệnh tự miễn? Về vấn đề này, các nghiên cứu hiện tại đã tìm thấy một mối liên quan sơ bộ.

Tuy nhiên, cũng giống như nguyên lý “tương sinh tương khắc” của Đạo giáo, luôn có mặt lợi và mặt hại.

Nếu nhược điểm của một gene virus được đưa vào DNA của con người là các bệnh tự miễn dịch, thì đâu là mặt lợi ích? Đó là giúp hệ miễn dịch phản ứng sớm hơn bằng cách mô phỏng một môi trường trong cơ thể tương tự như sự xâm nhập của virus.

Retrovirus nội sinh sử dụng các tế bào thông thường để chống lại virus

Nói về lợi ích của gene retrovirus nội sinh đối với cơ thể người, nghiên cứu Khoa học ở trên đã phát hiện ra rằng một loại protein có nguồn gốc từ gene retrovirus nội sinh, Suppressyn, có đặc tính kháng virus.

Nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng các tế bào gốc của nhau thai và phôi có mức độ biểu hiện gene Suppressyn cao. Nói cách khác, cơ thể người đã có sẵn khả năng chống lại virus khi còn ở giai đoạn phôi thai, điều mà trước đây người ta chưa từng nghĩ tới.Vậy, làm thế nào để Suppressyn chống lại virus?

Virus RD114 là một loại virus phổ biến ở các loài mèo, chẳng hạn như mèo nhà. Virus có thể liên kết với thụ thể ASCT2 trên bề mặt tế bào người và lây nhiễm vào tế bào. Suppressyn có thể can thiệp vào quá trình liên kết của virus RD114 và thụ thể ASCT2, do đó ngăn không cho virus lây nhiễm.

Tất nhiên, đặc tính kháng virus của Suppressyn chỉ là một ví dụ. Có hơn 100,000 đoạn DNA của retrovirus nội sinh trong cơ thể người, giúp hệ miễn dịch chống lại virus theo nhiều cách.

Chẳng hạn, virus xâm nhập sẽ kích thích cơ thể sinh ra kháng thể có khả năng liên kết cao. Đây là một trong những chức năng của miễn dịch thu được.Tại sao gọi là miễn dịch “thu được”? Điều này là do khi cơ thể con người tiếp xúc với mầm bệnh, hệ miễn dịch cần xác định các đặc điểm của mầm bệnh trước khi tạo ra các kháng thể thông qua “học hỏi”. Do đó, cơ thể con người cần có thời gian để tạo ra kháng thể, và kháng thể chỉ có thể chống lại một mục tiêu cụ thể.

Tuy nhiên, sau khi xâm nhập vào cơ thể người, virus cũng tạo ra RNA sợi kép có thể kích hoạt hệ miễn dịch bẩm sinh, đồng thời tăng khả năng kháng virus. Phản ứng miễn dịch bẩm sinh có phổ tác dụng rộng rãi do quá trình này không yêu cầu xác định các đặc điểm cụ thể của virus. Miễn dịch bẩm sinh có thể nhanh chóng chống lại virus khi miễn dịch thu được thất bại.

Các nghiên cứu phát hiện ra rằng một số tế bào sẽ kích hoạt các gene retrovirus nội sinh, tạo ra RNA sợi đôi, và khiến hệ miễn dịch phản ứng mạnh hơn khi virus lạ xâm nhập. Những phát hiện như vậy đã được quan sát thấy trong các thí nghiệm tế bào với cúm A.

Các retrovirus nội sinh của DNA người cũng có những cách khác để chống lại virus, chẳng hạn như “can thiệp thụ thể” được mô tả ở bên dưới.

Virus xâm nhập vào tế bào qua rất nhiều bước phức tạp, sao chép với số lượng lớn, rồi rời khỏi tế bào. Các tế bào người có thể sử dụng các gen retrovirus nội sinh để tạo ra nhiều thành phần giống virus có thể chiếm giữ các vị trí mà virus liên kết, chẳng hạn như các thụ thể xâm nhập tế bào hoặc các con đường thoát khỏi tế bào. Ngoài ra còn có các thành phần can thiệp vào hoạt động của virus, ví dụ như quá trình nhân lên.Trên thực tế, mọi tế bào trong cơ thể người đều có một bộ thông tin DNA hoàn chỉnh, bao gồm các đoạn DNA của tất cả các retrovirus nội sinh. Về lý thuyết, nhiều tế bào trong cơ thể có khả năng sử dụng các DNA của retrovirus. Điều này tương đương với việc điều động “hàng rào toàn diện chống virus” bằng các tế bào bình thường của cơ thể người, thay vì chỉ dựa vào các tế bào miễn dịch.

Retrovirus nội sinh có thể hữu ích trong việc phát hiện ung thư

Các đoạn retrovirus nội sinh trong DNA của con người có thể có một vai trò khác.

Người ta đã phát hiện ra rằng các tế bào ung thư đặc biệt có xu hướng kích hoạt sự biểu hiện của các gene retrovirus nội sinh. Không rõ liệu các tế bào biến đổi theo hướng xấu đi và trở thành ung thư vì các gene retrovirus được kích hoạt bất thường hay do các tế bào ung thư đã kích hoạt các gene này.