Human motstånd mot ett retrovirus som smittade schimpanser och andra icke-mänskliga primater 4 miljoner år sedan ironiskt nog kan åtminstone delvis ansvarig för mottaglighet av människor för HIV-infektion i dag.
Dessa resultat, som rapporteras av ett team av forskare vid Fred Hutchinson Cancer Research Center i juni 22 numret av Science, ger en bättre förståelse av denna moderna pandemi infektion genom studier av ett gammalt virus som kallas Pan troglodytes endogena retrovirus, eller PtERV1.
"Denna gamla virus är en kamp som människan redan har vunnit. Människor är inte mottagliga för det och har troligen blivit resistenta hela årtusenden", säger ledande författare Michael Emerman, Ph.D., en medlem av människans biologi och Basic Sciences avdelningar på Hutchinson Center. "Vi hittade dock att under evolutionen, kan detta medfödda immunitet mot ett virus som har gjort oss mer sårbara för hiv."
Bevis på människans immunitet mot denna urgamla retrovirus uppstod först med sekvensering av schimpansens arvsmassa. "När schimpansen arvsmassans DNA-kod, ledde ett team av forskare vid University of Washington av Evan Eichler hittat den största skillnaden överlag mellan schimpansens och människans arvsmassa var närvaron eller frånvaron av PtERV1" Emerman sagt. "Schimpanser har 130 exemplar av PtERV1 och människor har ingen."
Man tror att retrovirus har in i genomet för många miljoner år, och så människor har många retrovirus DNA-fragment med deras primat kusiner. Sådana spår av primitiva infektion, som blivit inaktiva genom eoner av genetisk mutation, utgör cirka 8 procent av det mänskliga genomet.
Innate skydd mot PtERV1 hos människor kan krediteras, forskarna tror att det finns en gammal, snabbt växande antivirala försvar gen som kallas TRIM5a, som producerar ett protein som binder till och förstör virus innan det kan replikera i kroppen.
"Vi vet att PtERV1 smittade schimpanser, gorillor och gamla världens apor 4 miljoner år sedan men lämnade inga spår av att ha smittat människor. Vår teori är att detta beror på att människor hade denna medfödda virus försvar", Emerman sagt.
För att testa sin hypotes, Emerman och medförfattare Harmit Singh Malik, Ph.D., en evolutionsbiolog och en biträdande medlem i Center Basic Sciences Division, och Shari Kaiser, doktorand i Emerman laboratorium använt DNA-sekvenser från schimpansen genomet för att rekonstruera en liten del av PtERV1 viruset.
De ihop omkring en femtedel av viruset genom att ta dussintals PtERV1 sekvenser och anpassa dem för att skapa en "förfäder" sekvens, att reda ut områden av gemensamt för dem. De använde sedan denna information för att lämna ett partiellt virusgenom. Under återuppbyggnaden virusets segmentet var försvagade, vilket gör att bara en omgång av infektion i celler. Arbeta med celler i laboratoriet, fann forskarna att den mänskliga antivirala proteinet TRIM5a effektivt neutraliserar detta utdöda retrovirus, som aldrig lyckas fast i det mänskliga genomet.