Vor Hunderttausenden von Jahren waren unsere Vorfahren mit einem Retrovirus infiziert. Einige Forscher glauben nun, dass die alten genetischen Spuren des Virus, die noch im Genom einiger Menschen vorhanden sind, das Suchtverhalten stillschweigend fördern.
Genetische Spuren eines Retrovirus namens HK2 sind bei Menschen mit Drogenabhängigkeit häufiger anzutreffen als bei Menschen ohne Sucht. Diese Spuren können die umgebenden Gene beeinflussen, was wiederum das menschliche Verhalten beeinflussen kann, berichtete eine internationale Forschergruppe heute (24. September) ) in der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences.
Retroviren - zu denen sowohl HK2 als auch das humane Immundefizienzvirus (HIV) gehören - sind Viren, die ihren genetischen Code in die DNA ihres Wirts einfügen können. Es wird angenommen, dass etwa 5 bis 8 Prozent des menschlichen Genoms mit Spuren antiker Retroviren gefüllt sind, die vor Äonen ihren Weg in unsere Gene gefunden haben, indem sie unsere Vorfahren infiziert haben.
Zum größten Teil unterscheiden sich diese alten Retrovirus-Signaturen nicht stark zwischen Menschen - mit anderen Worten, Sie und eine zufällige Person, der Sie begegnen, tragen wahrscheinlich die gleichen Arten und Mengen dieser alten Spuren in Ihren Genen. Im Gegensatz dazu wird angenommen, dass nur 5 bis 10 Prozent der Menschen weltweit Spuren des HK2-Virus aufweisen.
Das bedeutet, dass diese Virusinfektion im großen Schema der Evolution erst vor relativ kurzer Zeit aufgetreten ist, so dass sie keine Zeit hatte, sich unter den Populationen auszugleichen oder durch natürliche Selektion abgeschlagen zu werden. "Relativ neu" bedeutet in diesem Fall, dass es seit mindestens 250.000 Jahren in menschlichen Genen lauert - und auch in Neandertaler- und Denisovan-Genen vorhanden war.
Lauernde alte Infektionen
Im ersten Teil der neuen Studie analysierten zwei Forschergruppen, eine von der Universität Athen in Griechenland und eine von der Universität Oxford in Großbritannien, die DNA von Menschen, um festzustellen, ob diejenigen, die Spuren von HK2 in ihren Genen hatten, es waren eher süchtig machende Tendenzen haben.
In Griechenland analysierten die Forscher die Gene von mehr als 200 Menschen mit HIV, und in Großbritannien analysierten die Forscher DNA von etwa 180 Menschen mit dem Hepatitis-C-Virus. Beide Viren können durch intravenösen Drogenkonsum verbreitet werden.
Das Team in Griechenland stellte fest, dass diejenigen, die sich durch intravenösen Drogenkonsum mit HIV infiziert hatten, 2,5-mal häufiger Spuren von HK2 in ihrem Genom hatten als diejenigen, die sich durch andere Mittel wie Sex infiziert hatten. In ähnlicher Weise hatten in Großbritannien diejenigen, die durch intravenösen Drogenkonsum an Hepatitis C erkrankten und langjährige Drogenkonsumenten waren, eine 3,6-mal höhere Wahrscheinlichkeit, HK2 in ihren Genen zu haben als diejenigen, die nicht durch Drogenkonsum infiziert waren.
Es war zuvor bekannt, dass bei Menschen mit Spuren von HK2 in ihrer DNA diese Spuren in einem Gen namens RASGRF2 gefunden werden können, das eine Rolle bei der Freisetzung von Dopamin im Gehirn spielt. Dopamin ist ein Neurotransmitter, der eng mit dem Lustkreislauf des Gehirns verbunden ist und die Wiederholung lustvoller Aktivitäten fördern soll. Darüber hinaus kann die Chemikalie die Art und Weise verändern, wie das Gehirn verdrahtet ist, um jemanden dazu zu bringen, lustvolle Aktivitäten zu wiederholen, so das National Institute on Drug Abuse. Es ist bekannt, dass der Drogenkonsum große Dopaminschwankungen im Gehirn freisetzt.
Im zweiten Teil der Studie untersuchten die Forscher, ob HK2-Spuren einen Einfluss auf menschliche Gene haben. In einem Laborexperiment verwendeten die Wissenschaftler eine genetische "Schere" - CRISPR-Cas9 -, um Spuren von HK2 in die DNA menschlicher Zellen einzufügen, die es noch nicht enthielten. Insbesondere fügten sie die viralen Spuren genau an der Stelle ein, an der sie in der menschlichen DNA im RASGRF2-Gen gefunden wurden.
Sie fanden heraus, dass das Einfügen von Spuren des alten Virus das Expressionsmuster von RASGRF2 veränderte; Mit anderen Worten, es veränderte den Prozess, durch den in DNA gespeicherte Informationen zur Erzeugung von Proteinen verwendet wurden.
Da dieses zweite Experiment in Laborschalen und nicht in Menschen durchgeführt wurde, bleibt die Auswirkung dieses Befundes auf das Suchtverhalten unklar.
Könnte das Targeting alter Viren zu besseren Interventionen führen?
Die neue Studie ist "das erste Mal, dass gezeigt wurde, dass eine uralte Virusinsertion, die in der Bevölkerung variabel vorhanden ist, messbare, in diesem Fall schädliche Auswirkungen auf unsere Biologie hat", sagte der Co-Senior-Studienautor Aris Katzourakis, Professor für Evolution und Genomik an der Universität von Oxford, die den britischen Teil der Studie leitete. Katzourakis fügte hinzu, dass der erste Teil der Studie - in dem die Forscher höhere Raten der Virusspuren bei Drogenkonsumenten beobachteten - nur eine Assoziation zeigt, der zweite Teil des Experiments jedoch die Virusinsertionen zeigt, die Veränderungen in der Biologie der Zellen verursachen.
Darüber hinaus ist die "Integration des Virus vor Tausenden von Jahren älter als das Suchtverhalten, das wir heute sehen", sagte Katsourakis gegenüber Live Science. In ihrer Arbeit schlugen die Forscher vor, dass die Integration dieses Virus vielleicht irgendwann für den Menschen von Vorteil war, und deshalb setzte es sich einige Zeit durch und entging dem Verständnis der natürlichen Selektion.
Jetzt hoffen die Teams genau zu verstehen, wie die HK2-Spuren das Suchtverhalten beeinflussen können. Dies könnte möglicherweise zu "besseren Interventionsstrategien" führen, sagte Katsourakis. "Wenn wir ein Medikament gegen diese Insertion herstellen können, sind wir möglicherweise an einem besseren Ort, um Menschen zu helfen, sich von dieser Art von Verhalten zu erholen."
"Ich denke, die Auswirkungen dieser Forschung sind enorm", sagte Andrew Xiao, Associate Professor für Genetik am Stammzellenzentrum der Yale University, der nicht Teil der Studie war. "Es zeigt uns, dass es viele gefährdete Stellen gibt, die einer viralen Integration unterliegen." Die Leute haben dies vermutet und lange Zeit Daten darüber gesammelt, aber "Ich denke, die Relevanz für menschliche Krankheiten ist ziemlich frisch", sagte er gegenüber Live Science.
Es ist jedoch noch viel mehr Forschung erforderlich. "Ich denke, es ist ein sehr guter Start für viele interessante Arbeiten", fügte Xiao hinzu.
