الفيروسات والسلف المشترك
📌ثريد تعليمي
ربما كانت من اغرب المعلومات التي مرت علي إن الإنسان اكثره فيروسات من جينات، حيث تشكل المقاطع الفيروسية المكتشفة في جينومه ما نسبته 8% بينما الجينات الوظيفية تشكل 1-2% !
والذي اثار دهشتي عندما علمت إنها توقيع signature متوارث من اسلافنا…
📌ثريد تعليمي
ربما كانت من اغرب المعلومات التي مرت علي إن الإنسان اكثره فيروسات من جينات، حيث تشكل المقاطع الفيروسية المكتشفة في جينومه ما نسبته 8% بينما الجينات الوظيفية تشكل 1-2% !
والذي اثار دهشتي عندما علمت إنها توقيع signature متوارث من اسلافنا…
الفيروس القهقرى أو النسخ العكسي Retroviruses هو فيروس يعمل على ترجمة عكسية لجينومه من خلال حمله لأنزيم يقوم بهذه المهمة reverse transcriptase وبالتالي يحول من RNA إلى DNA والذي يؤدي إلى دمجها في جينوم العائل ( الإنسان أو اي كائن ) وبالتالي تقوم ميكانيكيات الخلية بالتعامل معه…
ومنها نشأ مصطلح
الفيروسات القهقرية الداخلية المنشأ وبالإنجليزية تدعى (Endogenous Retroviruses ERVs) وهي تسلسل جيني ضمن جينوم الكائن ، حيث نشأت من عدوى قديمة ورثت من اسلاف سابقين وحصل ارتباط لجينوم هذه الفيروسات insertion في الخلايا الجنسية للعائل germ line cells وبالتالي هذا…
الفيروسات القهقرية الداخلية المنشأ وبالإنجليزية تدعى (Endogenous Retroviruses ERVs) وهي تسلسل جيني ضمن جينوم الكائن ، حيث نشأت من عدوى قديمة ورثت من اسلاف سابقين وحصل ارتباط لجينوم هذه الفيروسات insertion في الخلايا الجنسية للعائل germ line cells وبالتالي هذا…
هذه ERVs صُنفت بناء على وجود ما يسمى Long Terminal repeats LTRs وهي سلاسل على اطراف الجينوم الفيروسي وهي ضرورية لتعبير جينات الفيروس وهي موجودة في Retrovirus و Retrotransposons( لاحظ الصورة ) والرجاء تذكر هذه المصطلحات لانه ستتكرر كثيرا في البحوث كذلك لا بد من التركيز على اقسام…
اكتشف العلماء ال ERVs في جينوم الإنسان منذ عام 1981 بقيادة العالم Robin Weiss من معهد بحوث السرطان في لندن حيث وجد تسلسل لفيروس قهقري في خلية فأر تجارب والتي كانت متشابهة جدا مع فيروس M-MuLV
.
5/
.
5/
عده جاء العالم كوفين والذي اكتشف اول ERVs عند الإنسان والذي يسمى HERV-K ومن هنا كانت نقطة الإنطلاق لدراسة لغز وجود. هذه التسلسلات في جينوم الإنسان لفيروسات منقرضة!
6/
retrovirology.biomedcentral.com
6/
retrovirology.biomedcentral.com
مع ثورة ال Sequencing وخريطة الجينوم البشري ظهرت المزيد من سلاسل ال ERVs وتم التأكد منها بإستخدام تقنيات مثل PCR لبلمرة هذه السلاسل ودراسة تفاصيلها من خلال cloning و
تقدير عدد هذه التسلسلات ما يقارب 224523 تسلسل وتصنف الى مجموعات بناء على LTRs
7/
pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
تقدير عدد هذه التسلسلات ما يقارب 224523 تسلسل وتصنف الى مجموعات بناء على LTRs
7/
pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
في الدراسة اعلاه يضع الباحثون تحليل لجينوم الإنسان مع التكرارات لتسلسلات ERVs واصبحت مختصة بالإنسان واطلق عليها HERVs والH لتشير الى الإنسان.
8/
8/
ولا بد ان نركز انه هذه التكرارات التسلسلية المكتشفة في جينوم الإنسان تم ادراجها في خريطة phylogenetic في محاولة لفهم التقاطع مع جينومات الكائنات الأخرى وهنا كانت المفاجئة !
حيث ان ERVs تعتبر سجل تاريخي للأمراض السابقة التي اصابت الأسلاف.
9/
pnas.org
حيث ان ERVs تعتبر سجل تاريخي للأمراض السابقة التي اصابت الأسلاف.
9/
pnas.org
طبعا قد يتساءل البعض كيف تم ربط هذه التسلسلات لكائنات او اسلاف لملايين السنين، فالفيروسات ليست لها احافير كبعض الكائنات!
بالتأكيد سؤال معتبر حيث هناك علماء درسوا ما يسمى ERV-Fc وال Fc اشارة لل Fossil حيث في دراسة نشرت حديثا تحرت وجود ERVs في 50 من الثدييات.
10/
بالتأكيد سؤال معتبر حيث هناك علماء درسوا ما يسمى ERV-Fc وال Fc اشارة لل Fossil حيث في دراسة نشرت حديثا تحرت وجود ERVs في 50 من الثدييات.
10/
ووجدوا ان هذه الفيروسات اصابت ما يقارب 28 كائن بين 15-30 مليون سنة حيث كان هناك توزع للفيروسات واصابات عديدة بين الكائنات.
11/
elifesciences.org
11/
elifesciences.org
وقد يتساءل احدهم : كيف لي ان اتأكد ان هذه ERVs هي فعلا لعدوى قديمة في الفيروسات وليست لشيء اخر ؟
قد لا يقتنع بالتطابق الذي يحصل بين هذه المقاطع المنتشرة في جينوم الإنسان والشمبانزي ويريد دليلا تجريبيا وهناك العديد ولكن لنأخذ ابرزها على احد التسلسلات الفيروسية الاكثر شهرة
12/
قد لا يقتنع بالتطابق الذي يحصل بين هذه المقاطع المنتشرة في جينوم الإنسان والشمبانزي ويريد دليلا تجريبيا وهناك العديد ولكن لنأخذ ابرزها على احد التسلسلات الفيروسية الاكثر شهرة
12/
حيث استخدم العلماء خلايا في طبق المختبر in vitro في تحدي لإعادة انتاج فيروس قهقري منقرض وجدت اثاره في جينوم الانسان ، وفاحدثوا طفرة في جينوم الخلايا ليقوم الفيروس فعلا بنسخ نفسه وانتاج جزيئات فيروسية
13/
ncbi.nlm.nih.gov
13/
ncbi.nlm.nih.gov
ووجد العلماء مثلا ان هناك موقع 205 متطابق عند الإنسان والشمبانزي لفيروس ERV-W
14/
pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
14/
pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
📌أبرز الإدعاءات
1- قد يتساءل احدهم، لكن هذه الفيروسات لها ارتباط محدد فإذا إذا اصابت الإنسان فهي اصابت كذلك بنفس المكان جينوم الشمبانزي والغوريلا والبونوبو كذلك لانهما متشابهان بالتسلسل الجينومي ! ؟
لاحظ إن المدعي يقر بالتشابه الجينومي بين الانسان والشمبانزي..
15/
1- قد يتساءل احدهم، لكن هذه الفيروسات لها ارتباط محدد فإذا إذا اصابت الإنسان فهي اصابت كذلك بنفس المكان جينوم الشمبانزي والغوريلا والبونوبو كذلك لانهما متشابهان بالتسلسل الجينومي ! ؟
لاحظ إن المدعي يقر بالتشابه الجينومي بين الانسان والشمبانزي..
15/
وغيره ولكن لا يقر بوراثة كليهما لنفس التسلسل الذي يحتوي تاريخ العدوى الفيروسية بحجة انه الاصابة محددة Deterministic !
لكن الإصابة عشوائية تماما!
حيث هناك أكثر من 10 مليون موقع insertion للفيروس القهقري في جينوم الإنسان ولذلك لو فرضاً اصيبت خليتان بنفس الفيروس فهناك احتمال واحد من…
لكن الإصابة عشوائية تماما!
حيث هناك أكثر من 10 مليون موقع insertion للفيروس القهقري في جينوم الإنسان ولذلك لو فرضاً اصيبت خليتان بنفس الفيروس فهناك احتمال واحد من…
فكيف حصل هذا التطابق بين الانسان ومجموعة من الكائنات.
اذا عد إلى التغريدة 12 واحسب احتمالية وقوع الإصابة ل 205 موقع لفيروس ERV-W😉
17/
بعض الدراسات التي وضحت ذلك :
bmcecolevol.biomedcentral.com
اذا عد إلى التغريدة 12 واحسب احتمالية وقوع الإصابة ل 205 موقع لفيروس ERV-W😉
17/
بعض الدراسات التي وضحت ذلك :
bmcecolevol.biomedcentral.com
يمكننا مقارنة مواقع الإدخال insertion بين الأنواع من خلال بيانات الجينوم ومطابقتها جنبا الى جنب وستجد تطابق وهنا المدهش وكما انها منتشرة في عدد من الكائنات وبالتالي هذا دليل على السلف المشترك! وانها وُرثت مندلياً وافقيا من جيل لآخر !
18/
18/
2- في دراسة منتشرة بين المعارضين يدعون حسب فهمهم : إن نسخة من HERV-K وهو احد العائلات الفيروسية المشهورة إنه وجد عند البونوبو والغوريلا وغير موجودة عند الإنسان..
19/
cell.com
19/
cell.com
وبالتالي هذا ينسف شجرة السلف المشترك لإنه من المفترض انها اصابت الغوريلا بالتالي لا بد ان يصاب بها الإنسان ؟
لكن من يقرأ الدراسة يجد ان العلماء اعطوا تفسير جميل تحت مسمى Incomplete lineage sorting ILS وهي حالة توجد في التطور البيولوجي حيث يكون هناك التاريخ الجيني مختلف داخل…
لكن من يقرأ الدراسة يجد ان العلماء اعطوا تفسير جميل تحت مسمى Incomplete lineage sorting ILS وهي حالة توجد في التطور البيولوجي حيث يكون هناك التاريخ الجيني مختلف داخل…
مثلاً ان تظهر طفرة او عدوى فيروسية في مجموعة كبيرة ولا يحصل لهذه الطفرة تثبيت Fixation خلال انفصال المجموعة
The genetics variation that existed in the ancestral populations is not completely sorted into the descendant populations!
وقد يعود ذلك إلى selective advantage لتطور…
The genetics variation that existed in the ancestral populations is not completely sorted into the descendant populations!
وقد يعود ذلك إلى selective advantage لتطور…
كذلك من الجدير بالذكر إن عمر هذه الإضافات الفيروسية من 3-6 ملايين سنة وكان هذا بعد ما بدأ القردة التي تلقت هذا الفيروس كانت في وقت بدأ فيها أسترالوبيثكس في التمايز إلى الإنسان ، وبالتالي فإن القردة التي حصلت لها هذه الاصابة الفيروسية لم تكن أسلافنا بل كانت أولاد عمومتنا بالتالي…
وايضا هناك تقريبا 230000 منتشرة بين الأنواع لماذا ركزت فقط على هذا الإختلاف😉
وامر اخر ان توريث هذه ERVs لا ينتج من اتحاد تزاوج مشترك بين الأنواع المختلفة.
23/
pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
وامر اخر ان توريث هذه ERVs لا ينتج من اتحاد تزاوج مشترك بين الأنواع المختلفة.
23/
pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
3- ولعل احدهم ايضا يدعي : ولكن هذه التسلسلات ERVs هي Junk DNA وليس لها علاقة بالسلف المشترك!
عموما انا لا احب مصطلح Junk DNA والشرح يطول ولكن سأركز على الرد بإنه بعض هذه التسلسلات هي غالبا غير وظيفية ولكن إن صدف وقوع بعض التسلسلات في مناطق قد يتم تفعيلها تحت ظرف معين وهناك دراسة…
عموما انا لا احب مصطلح Junk DNA والشرح يطول ولكن سأركز على الرد بإنه بعض هذه التسلسلات هي غالبا غير وظيفية ولكن إن صدف وقوع بعض التسلسلات في مناطق قد يتم تفعيلها تحت ظرف معين وهناك دراسة…
ما انه وجد لبعضها وظيفة في المشيمة خلال عملية الحمل ، ولكن قد يقفز احدهم بإدعاء ويقول : كيف كانت تحمل الثدييات قبل اصابتها ب ERV-W والذي يشفر الى بروتين Syncytin 😎!
25/
25/
في التغريدات الاولى ذكرنا اقسام الفيروس ومنها قسم env وهو الغلاف الفيروسي المكون من بروتينات سكرية وهي ذاتها التي تشفر لبروتين Syncytin.
ولكن هذا بروتين من منظومة كاملة من البروتينات التي تدخل في عملية الحمل ولذلك حتى قبل حدوث الاصابة وعملية الإنتخاب فهناك بروتينات اخرى
26/
ولكن هذا بروتين من منظومة كاملة من البروتينات التي تدخل في عملية الحمل ولذلك حتى قبل حدوث الاصابة وعملية الإنتخاب فهناك بروتينات اخرى
26/
4- وادعاء اخر يتردد ايضا ان هذه ERVs لماذا توجد في انواع اخرى مثل السنوريات !
على العكس فهذه الفيروسات المنقرضة وجدت في العديد من الانواع وخصوصا الثدييات ومنها السنوريات كالقطط والنمور والشيتا
28/
pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
على العكس فهذه الفيروسات المنقرضة وجدت في العديد من الانواع وخصوصا الثدييات ومنها السنوريات كالقطط والنمور والشيتا
28/
pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
وأخيراً وليس اخرا
لو اعتمد العلماء فقط على سلاسل ال ERVs الموجودة في جينومنا وجينوم باقي الكائنات فهي كافية لتكون دليل على السلف المشترك وعلاقة
ولكن لا بد من اعتماد باقي الأسس والأدلة العلمية
29/
لو اعتمد العلماء فقط على سلاسل ال ERVs الموجودة في جينومنا وجينوم باقي الكائنات فهي كافية لتكون دليل على السلف المشترك وعلاقة
ولكن لا بد من اعتماد باقي الأسس والأدلة العلمية
29/
وللمعارضين لا بد من ان تتعلموا ان تفسروا وتربطوا الدراسات ببعضها وكذلك انصحكم ضمن هذا السياق بتعلم ما يسمى Nested hierarchies والذي يظهر جلياً في تشابكات ERVs بين الكائنات والتي هي سجل مورث من سلف لآخر ولذلك تعد من اقوى ادلة التطور!
30/
وشكرا لكم 🤗
evolution.berkeley.edu
30/
وشكرا لكم 🤗
evolution.berkeley.edu
يا جماعة بعتذر انه طلع طويل جدا بس التويتر ما كان يقبل التغريدات الطويلة للأسف وهذا الثريد اخد مني وقت كبير جدا للتحضير وقراءة المصادر لتغطية اغلب الإدعاءات ولو بإختصار 🤗
جاري تحميل الاقتراحات...