Pierwsze starożytne genomy ludzkiego herpeswirusa dokumentują jego długą historię współewolucji z człowiekiem
Po raz pierwszy naukowcy zrekonstruowali starożytne genomy ludzkiego betaherpeswirusa 6A i 6B (Human betaherpesvirus 6A/6B, HHV-6A/B) z archeologicznych szczątków ludzkich liczących ponad dwa tysiące lat. Badanie, prowadzone przez zespoły z University of Vienna oraz University of Tartu (Estonia) i opublikowane w czasopiśmie Science Advances, potwierdza, że wirusy te ewoluują wraz z ludźmi – i w obrębie ich genomów – co najmniej od epoki żelaza. Uzyskane wyniki pozwalają prześledzić długą historię integracji HHV-6 z chromosomami człowieka oraz sugerują, że HHV-6A stosunkowo wcześnie utracił zdolność do takiej integracji.
HHV-6B zakaża około 90% dzieci przed ukończeniem drugiego roku życia i jest najlepiej znany jako czynnik etiologiczny rumienia nagłego (roseola infantum), czyli tzw. szóstej choroby, będącej najczęstszą przyczyną drgawek gorączkowych u małych dzieci. Wraz z blisko spokrewnionym HHV-6A należy do grupy powszechnie występujących ludzkich herpeswirusów, które po łagodnym zakażeniu pierwotnym we wczesnym dzieciństwie ustanawiają dożywotnią infekcję latentną. Ich cechą wyjątkową jest zdolność do integracji z chromosomami człowieka, co umożliwia wirusowi pozostawanie w stanie uśpienia, a w rzadkich przypadkach – dziedziczenie jako element własnego genomu gospodarza. Takie wrodzone kopie wirusa występują obecnie u około 1% populacji. Choć wcześniejsze badania sugerowały, że integracje te są bardzo stare, dopiero obecne wyniki dostarczają bezpośredniego, genomowego dowodu na ich starożytne pochodzenie.
Odzyskiwanie wirusowego DNA z odległej przeszłości
Międzynarodowy zespół badawczy, kierowany przez University of Vienna i University of Tartu, we współpracy z University of Cambridge oraz University College London, przebadał niemal 4 000 ludzkich próbek kostnych pochodzących z archeologicznych stanowisk na terenie całej Europy. Zidentyfikowano i zrekonstruowano jedenaście starożytnych genomów wirusowych – najstarszy pochodził od młodej dziewczynki z Włoch z epoki żelaza (1100–600 p.n.e.). Pozostali badani reprezentowali szeroki zakres geograficzny i czasowy. Oba typy HHV wykryto w średniowiecznej Anglii, Belgii i Estonii, natomiast HHV-6B występował również w próbkach z Włoch oraz z wczesnohistorycznej Rosji. Kilku badanych z Anglii było nosicielami dziedzicznych form HHV-6B, co czyni ich najwcześniej znanymi przypadkami chromosomalnie zintegrowanych ludzkich herpeswirusów. Stanowisko w Sint-Truiden w Belgii dostarczyło największej liczby przypadków, przy czym oba gatunki wirusa krążyły w obrębie tej samej populacji.
„Chociaż HHV-6 zakaża niemal 90% populacji ludzkiej w pewnym momencie życia, jedynie około 1% osób nosi wirusa odziedziczonego po rodzicach we wszystkich komórkach organizmu. To właśnie te 1% przypadków mamy największą szansę zidentyfikować w badaniach starożytnego DNA, co sprawia, że poszukiwanie sekwencji wirusowych jest wyjątkowo trudne” – wyjaśnia Meriam Guellil z Department of Evolutionary Anthropology, University of Vienna. „Na podstawie naszych danych ewolucję tych wirusów można obecnie prześledzić na przestrzeni ponad 2 500 lat w Europie – od VIII–VI wieku p.n.e. aż do czasów współczesnych”.
Starożytne integracje i ich długotrwałe konsekwencje
Odzyskane genomy umożliwiły określenie miejsc integracji wirusów w ludzkich chromosomach. Porównanie z danymi współczesnymi wykazało, że niektóre z tych integracji miały miejsce bardzo dawno temu i były przekazywane z pokolenia na pokolenie przez tysiąclecia. Jeden z dwóch badanych gatunków – HHV-6A – wydaje się z czasem utracić zdolność integracji z ludzkim DNA, co stanowi dowód na zróżnicowane drogi ewolucyjne tych wirusów podczas długotrwałego współistnienia z człowiekiem.
„Nosicielstwo kopii HHV-6B w genomie człowieka było wiązane z dławicą piersiową i chorobą wieńcową” – podkreśla Charlotte Houldcroft z Department of Genetics, University of Cambridge. „Wiemy, że dziedziczne formy HHV-6A i HHV-6B są dziś częstsze w Wielkiej Brytanii niż w pozostałej części Europy, a to badanie dostarcza pierwszych dowodów na istnienie starożytnych nosicieli na Wyspach Brytyjskich”.
Nowy rozdział w badaniach ewolucji wirus–gospodarz
Odkrycie starożytnych genomów HHV-6 dostarcza po raz pierwszy dowodów z dokładnym osadzeniem czasowym na długoterminową współewolucję tych wirusów z człowiekiem na poziomie genomowym. Pokazuje również, w jaki sposób analiza starożytnego DNA może ujawniać wielowiekową ewolucję chorób zakaźnych – od krótkotrwałych infekcji wieku dziecięcego po sekwencje wirusowe, które stały się integralną częścią ludzkiego genomu. Choć HHV-6A i HHV-6B zostały odkryte dopiero w latach 80. XX wieku, obecnie można je prześledzić aż do epoki żelaza, co stanowi bezpośredni genomowy dowód na ich starożytną, wspólną historię z człowiekiem. „Współczesne dane genetyczne sugerowały, że HHV-6 mógł ewoluować wraz z ludźmi już od czasu migracji poza Afrykę” – zauważa Guellil. „Te starożytne genomy dostarczają pierwszego, konkretnego dowodu na obecność tych wirusów w głębokiej przeszłości ludzkości”.
Źródło: Science Advances, Tracing 2500 Years of Human Betaherpesvirus 6A and 6B Diversity Through Ancient DNA
