Borna virus
oktober 22, 2012 2 reacties
‘Menselijk DNA bestaat deels uit Bornavirus’
8 januari 2010
Een deel van het menselijk genoom is afkomstig van een virus. (1) Dat beweren Amerikaanse en Japanse wetenschappers in een nieuwe studie.
http://www.nu.nl/wetenschap/2158377/menselijk-dna-bestaat-deels-bornavirus-.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Borna_disease
Onderzoekers van de Universiteit van Texas en de Universiteit van Osaka zochten in het menselijk genoom naar sporen van het Bornavirus virus.
Dat virus plant zich voort in de celkernen van mensen en/of dieren en kan daardoor genetisch materiaal achterlaten in het DNA.
Uiteindelijk vonden de onderzoekers kopieën van een gen voor nucleoproteïne van het Bornavirus op vier plaatsen in het menselijk genoom.
Retrovirus
De resultaten van de studie zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Nature.
Tot nu toe gingen wetenschappers ervan uit dat alleen retrovirussen zoals HIV genetisch
materiaal kunnen achterlaten in het menselijk DNA.( dat is dus beperkt tot ong 5 miljoen jaar
geleden –> the split )
Het Bornavirus is in tegenstelling tot de bekende (menselijke ) retrovirussen echter veel ouder.
De onderzoekers doorzochten ook enkele dierlijke genomen en kwamen tot de conclusie dat het Bornavirus zich al vele miljoenen jaren geleden heeft gevestigd in de genen van vele verschillende soorten.
Laboratorium
“We hebben een overvloed van Bornavirus-achtige elementen gevonden in het DNA van vele dieren”,
aldus hoofdonderzoeker Cedric Feschotte van de universiteit van Texas op nieuws site
ScienceDaily.
Zijn onderzoeksteam toonde met experimenten in een laboratorium ook in de praktijk aan dat het mogelijk is voor het virus om dierlijke of menselijke celkernen binnen te dringen.
Eicellen
De wetenschappers slaagden erin om het Bornavirus te integreren in de cellen van ratten, apen, honden en mensen.
Bij muizen leidde de infectie tot meetbare veranderingen in het DNA van hersencellen.
En zeer waarschijnlijk kan het Bornavirus zichzelf ook in andersoortige celkernen injecteren.
Om blijvend in het menselijk genoom te belanden moet een virus zich vestigen in cellen die
betrokken zijn bij de productie van sperma of eicellen.
Depressie
Alle warmbloedige dieren kunnen besmet raken met het Bornavirus.
Sommige wetenschappers geloven dat genen van het Bornavirus hersenziektes zoals schizofrenie en
depressies veroorzaken bij mensen, omdat het virus het DNA in de hersenen kan aantasten.
Hard bewijs voor die theorie ontbreekt echter.
© NU.nl/Dennis Rijnvis
(1)
-Borna virus of BDV is een verre “variant/” verwant van rabies, hondsdolheid.
– in de niet-actieve delen van het menselijk genoom (wat vroeger “junk-DNA” werd genoemd) zit het genoom van dit virus verstopt .
Volgens het artikel wordt een deel hiervan omgezet in mRNA
Dat we virus-DNA bezitten is niet echt nieuws, een aantal zeer belangrijke stukjes DNA zijn letterlijk gekopiëerd van virussen. Gelukkig staat het virus-DNA in stukjes in ons genoom.
Wel nieuw is dat het niet uitsluitend retro-virii zijn die zich in het genoom van de gameten i kunnen planten
http://www.cvm.tamu.edu/schubot/062609PDDagentfound.shtml
http://www.microbiologybytes.com/virology/Bornavirus.html
Bornavirus, or Borna disease virus (BDV), infects a wide variety of vertebrates and belongs to the family Bornaviridae, part of the order Mononegavirales.
Structure:
Bornavirus particles are enveloped, spherical structures with a diameter of 100-130 nm. They contain an crescent-like inner core structure with a nucleocapsid approximately 4 nm in width, and an outer membrane envelope with two kinds of glycoprotein spikes, GP43 and GP84. (Ludwig & Bode, Intervirology (1997) 40:185-197) |
Genome:
Bornavirus particles contain one molecule of linear, negative-sense single stranded RNA around 8.9 kb long. Similarities of nucleotide sequence and ORF structure suggest that this family is closely related to the Rhabdoviridae. The genome of BDV contains at least six open reading frames (J Virol, 72: 783-788, 1998):
- N: nucleoprotein (p40)
- P: phosphoprotein (p24)
- M: matrix protein (gp18)
- G: envelope protein (gp94)
- L: RNA-dependent RNA polymerase (p190)
- X: unknown function (p10) – nuclear import function for other virus-encoded proteins?
Carl Zimmer
http://www.nytimes.com/2010/01/12/science/12paleo.html
Borna virus model
http://www.wired.com/wiredscience/2010/01/bornavirus-in-human-dna/
Evolutionary Surprise: Eight Percent of Human Genetic Material Comes from a Virus
http://www.sciencedaily.com/releases/2010/01/100107103621.htm
Unexpected Viral ‘Fossils’ Found in Vertebrate Genomes
http://www.sciencedaily.com/releases/2010/07/100729172330.htmµ
BUGS IN THE CODE: Even though many single-stranded RNA viruses do not need to use the host’s DNA to replicate, some of their genetic code seems to have worked its way into our–and other animals’–genomes. These Marburg virus virions belong to one of the virus groups whose code, for some reason, seems best preserved.
Colorized negative stained transmission electron micrograph (TEM) depicts a number of Marburg virus virions. (Credit: CDC/Frederick Murphy)
http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=virus-genes-human-genome
http://www.nature.com/nature/journal/v463/n7277/full/nature08695.html
VERWANTEN ?
RABIëS
http://www.stanford.edu/group/virus/rhabdo/2005/index.htm
http://en.wikivisual.com/index.php/Rabies
Longitudinal and cross-sectional schematic view of Rabies virus
http://www.stanford.edu/group/virus/rhabdo/2004bischoffchang/Rabies%20Profile.htm
http://www.fcps.edu/islandcreekes/ecology/rabies_virus.htm
http://www.scienceinschool.org/2008/issue8/rabies/dutch
De wieg op slot doen
![]() 11 nucleoproteïnen (in verschillende kleuren) binden aan één RNA-molecuul (zwart) om een complex te vormen Afbeelding beschikbaar gesteld door Winfried Weissenhorn
De onderzoeksgroep van Winfried Weissenhorn aan het European Molecular Biology Laboratory in Grenoble, Frankrijk, heeft een mogelijke manier ontdekt om een scala aan gevaarlijke virussen aan te pakken.Claire Ainsworth gaat op onderzoek uit. Het is misschien wel een van de meest gevreesde ziekten in de wereld. Als ze eenmaal verschijnen, voorzeggen de klassieke symptomen – struikelen, kwijlen, angst voor water, verlamming – vrijwel altijd de dood. Slechts vijf mensen hebben ooit rabiës overleefd, en op één na leden ze allemaal blijvende neurologische schade. Hoewel vaccinatie en preventieve maatregelen na blootstelling aan het virus de impact van de ziekte dramatisch hebben gereduceerd in Europa en Noord-Amerika, is er nog steeds geen genezing mogelijk. Rabiës blijft een serieuze dreiging in veel ontwikkelingslanden, waaraan tot wel 70.000 mensen per jaar sterven. |
Het is verontrustend dat rabiës en dergelijke virussen nu opnieuw de kop opsteken in de ontwikkelde landen, waarbij het virus wordt overgebracht door vleermuizen. De ontdekking van Winfried Weissenhorn, Rob Ruigrok en hun collega’s van een mogelijke methode om het virus aan te pakken is hoog tijd.
De teams, die gestationeerd zijn aan het European Molecular Biology Laboratory in Grenoble, Frankrijk en het aanpalende Centrum voor Virus-gastheercel-interacties Unit for Virus Host Cell Interactions(UVHCI) hebben de structuur ontrafeld van het eiwit dat het genetisch materiaal van het virus omhult en het onzichtbaar maakt voor het immuunsysteem van het lichaam tot het de kans krijgt zichzelf te kopiëren.
Dit maakt het misschien mogelijk om medicijnen te gebruiken om het genetisch materiaal op te sluiten in zijn beschermende wieg en daardoor vermenigvuldiging van het virus te voorkomen.
Maar dit werk heeft nog implicaties buiten het rijk van de specifieke ziekte hondsdolheid. Het blijkt namelijk dat vele andere virussen, inclusief Ebola, ziekte van Borna en het mazelenvirus vergelijkbare kokons hebben om hun genoom, wat betekent dat dit resultaat ook licht zo kunnen werpen op de oorsprong van dit soort virussen en hoe ze evolueerden. Het genoom van het hondsdolheidvirus, net als dat van een aantal andere virussen, bestaat uit een enkele streng RNA, een molecuul dat lijkt op het DNA waar onze genen in geschreven staan. Maar anders dan bij DNA kan de informatie die gecodeerd staat in het RNA van het virus niet direct worden gebruikt om de eiwitten te bouwen die nodig zijn om het virus te maken. In plaats daarvan is er een kopie in spiegelbeeld, een soort chemisch negatief van de sequentie, nodig. Dus voor het virus de eiwitten kan maken die de schaal vormen die het genoom beschermt, moet het eerst deze ‘negatieve streng’ van RNA omzetten naar positieve strengen die dan weer vertaald kunnen worden in eiwitten. Het moet ook meer kopieën maken van zijn genoom om nieuwe virussen te vormen.
|
Voor het virus zijn deze processen vol gevaar. Zoogdiercellen, inclusief menselijke cellen, bevatten afweersystemen die onbekend RNA aanvallen en vernietigen.
Het virus verbergt dus zijn kwetsbare genoom door het stevig in te pakken in een nucleocapside, een schaal die is gemaakt van eiwit dat nucleoproteïne heet, om het te beschermen totdat het in de cel kan komen waar het de cellulaire machinerie van de gastheer kan kapen om te repliceren en de viruseiwitten te produceren.
Het nucleoproteïne beschermt het genoom, maar helpt daarnaast bij het beheersen van het evenwicht tussen de productie van eiwitten die nodig zijn voor de vermenigvuldiging van het virus en het vermenigvuldigingsproces zelf, omdat die processen niet tegelijkertijd kunnen lopen.
Het nucleocapside speelt op deze manier dus een sleutelrol in de levensgeschiedenis van het virus.
Tot nu toe echter kwamen de enige aanwijzingen die wetenschappers hadden over hoe nucleoproteïnes werken uit de wazige beelden van de elektronenmicroscoop waarop te zien was hoe de nucleoproteïne-moleculen polymeriseren op het genoom om nucleocapsiden te vormen.
Deze beelden onthulden niet de structuur van het eiwit zelf. Om meer te ontdekken, werkten van het UVHCI en WW samen om kristallen te maken van nucleoproteïne en de structuur ervan te bepalen met behulp van Röntgenstraling met hoge intensiteit, die beschikbaar is bij de Europese Synchroton-Stralingsfaciliteit (European Synchrotron Radiation Facility), ook in Grenoble. Kristallen zijn symmetrische structuren, en als ze worden blootgesteld aan Röntgenstraling vormen ze een zeer geordend diffractiepatroon waaruit wetenschappers de precieze vorm van het molecuul kunnen opmaken. Door de structuur van het nucleoproteïne te bepalen, zouden de onderzoekers in staat zijn te beginnen met het ontwerpen van medicijnen die het virale genoom zouden kunnen opsluiten binnenin zijn beschermende schaal.
Aurélie begon te werken aan het maken van nucleoproteïne-RNA-kristallen, een project waarop ze later gezelschap kreeg van Amy Wernimont, een postdoc in het lab van Winfried. Maar de moleculen wilden niet leuk meespelen en zowel Aurélie als Amy worstelde voor een hele poos om de kristallen in handen te krijgen die Amy in staat zouden stellen de structuur te bepalen met een resolutie van 4 Ångström, wat scherp genoeg is om de eiwitopvouwing te onderscheiden, maar nog niet genoeg om de volgorde van de aminozuren, de individuele bouwstenen van een eiwit, te bepalen. Een van de problemen dat de cel waarmee ze werkte slechts hele kleine hoeveelheden nucleoproteïne produceerde.
Gelukkig was de high-throughput-faciliteit voor kristallisatie van Josan Márquez in de buurt om het probleem te helpen oplossen, omdat die maar hele kleine monsters nodig had. “De opzet van de kristallisatierobots was echt geweldig”, herinnert Winfried zich. Als we grote monsters nodig zouden hebben gehad zouden we niet in staat zijn geweest de juiste kristallisatiecondities uit te zoeken”. Het team vond uiteindelijk de juiste condities, de precieze concentratie van het eiwit en een ingewikkelde combinatie van chemische stoffen die nodig zijn voor de kristallisatie, en slaagde erin ze zodanig af te stemmen dat ze 3.5 Ångström resolutie haalden – genoeg om een gedetailleerd model van de eiwitstructuur te construeren. Er kwam ook hulp van Raimond Ravelli, die hielp bij de gegevensverzameling, het fine-tunen van de van de belichtingstijd van de Röntgenstraling om de beste resultaten te krijgen en met allerlei advies bij verschillende stadia van het onderzoek naar de eiwitstructuur.
De resultaten lieten zien dat het nucleoproteïne zich volledig rond het RNA klemt, waardoor het RNA wordt weggesloten als familiejuwelen in een bankkluis. “Het is niet toegankelijk voor welk enzym ook om het aan te vallen”, zegt Winfried. Het eiwit bestaat uit twee belangrijke werkzame eenheden, of domeinen. Het ene, CTD genaamd, omvat één kant van het RNA en plakt ook aan de CTD’s van andere nucleoproteïne-moleculen, waarmee het helpt bij de vorming van helische cocon. Het andere domein, het NTD, bevindt zich aan de andere kant van het RNA en maakt geen uitgebreid contact met de andere nucleoproteïnes. De algehele structuur is als een klem die om het RNA klemt en alles buitensluit. “Het nucleoproteïne voorkomt dat het RNA herkend wordt door het aangeboren immuunsysteem”, zegt Winfried. “Maar hoe wordt het dan weer toegankelijk voor replicatie en translatie?”Het antwoord ligt in twee uitwaaierende draadachtige structuren die uitsteken van beide domeinen. Deze zouden kunnen werken als scharnieren die de NTD-regio omhoog laten buigen en de nucleoproteïne-klem openklappen, waardoor virale enzymen toegang krijgen tot kleine stukken van het genoom tegelijkertijd. Een specifiek eiwit, fosfoproteïne P, zou hierbij betrokken kunnen zijn. Het koppelt RNA-polymerase, het eiwit dat nodig is om het genoom te kopiëren, aan het nucleoproteïne, en zou misschien kunnen binden aan een van de scharnieren om het NTD opzij te laten zwaaien.
|
Dit scharniermechanisme biedt een mogelijke manier om virussen als het hondsdolheidvirus aan te pakken door middel van medicijnen die het verstoren. “Als ons idee dat het opengaat klopt, zouden we het wellicht ook dicht kunnen slaan”, zegt Winfried. “Dit zou de virale replicatie blokkeren.” Opgesloten in zijn eiwitwieg, zou het virale genoom machteloos zijn en uiteindelijk door de cel worden opgeruimd. De volgende stap naar de ontwikkeling van zulke medicijnen zou een systematische zoektocht zijn naar kleine chemicaliën de in staat zijn aan de scharnierregio te binden, waarbij ze het opengaan van het nucleoproteïne blokkeren.
De ontdekkingen zouden ook enig inzicht kunnen geven in hoe zulke negatief-strengige RNA-virussen geëvolueerd zijn, zegt Winfried. Verwante virsussoorten kunnen heel verschillende genoomsequenties hebben, wat het moeilijk maakt allen op grond van vergelijking van sequenties conclusies te trekken over hun evolutionaire geschiedenis. Structuren daarentegen zijn een ander verhaal. Dezelfde fysieke structuur kan gebouwd worden uit allerlei verschillende gen- en aminozuursequenties. Dus zelfs als genen evolueren en dramatisch veranderen, kunnen de structuren waarvoor ze coderen diepe evolutionaire verbanden laten zien tussen virussen.
Elektronenmicroscopie-plaatjes van RNA-moleculen van andere negatief-strengige RNA-virussen, zoals het mazelenvirus, het Marburg-virus en de kristalstructuur van het Borna-virus, suggereren dat hun nucleoproteïnen vergelijkbare scharnierende klemstructuur. Dit suggereert dat deze virussen een vergelijkbare tactiek gebruiken als de hondsdolheidvirussen om hun RNA af te schermen en dus ook een doelwit kunnen zijn voor medicijnen die hun cocon dicht kunnen houden. Het suggereert ook dat ze een gezamenlijke voorouder delen, zegt Winfried. “Uit de sequentie-analyse zou je niet denken dat ze verwant waren”, voegt hij toe. “Ik denk dat er mogelijk een voorouderlijk nucleocapside was, maar dat ze uit elkaar groeiden toen de virussen evolueerden om verschillende soorten cellen te infecteren.
Bronnen
Het werk dat in dit artikel wordt beschreven werd gepubliceerd als:
Albertini AA, Wernimont AK, Muziol T, Ravelli RB, Clapier CR, Schoehn G, Weissenhorn W, Ruigrok RW (2006) Crystal structure of the rabies virus nucleoprotein-RNA complex. Science 313: 360-363.
Om meer te weten te komen over het werk van Winfried Weissenhorn en Rob Ruigrok, zie www2.ujf-grenoble.fr/pharmacie/laboratoires/gdrviro/
Toelichting
Dit artikel illustreert de aard van wetenschappelijk onderzoek als een doorgaand, dynamisch proces. Dat het moleculaire geheim van de levenscyclus van zelfs de eenvoudigste organismen uitgepluisd wordt door middel van geraffineerde technologieën, heeft gevolgen voor de vorderingen in medische behandelingen en ziektebeheersing.
Marie Walsh, Republie Ierland
OEROUDE Virussen
EVE’S (Endogenous viral elements )
http://www.plosgenetics.org/article/info:doi/10.1371/journal.pgen.1001191
CREATO TROEP :
en wetenschap heeft ook niets met “science stoppers ” vandoen , gelukkig maar …Met andere woorden er worden voortdurend nieuwe zaken ontdekt :
EVE’S (Endogenous viral elements = Borna virus like N elements , bijvoorbeeld )
www.plosgenetics.org/article/i…
*Zodra er een of meerdere van zulke sequenties zijn gedupliceerd (en er zitten er duizenden in het genoom) zijn het REDUNANTE genetische elementen en kunnen ze per definitie niet worden geconserveerd…(1**)
Darwins flogiston om VIGEs te verklaren….ik lach me slap om evologen die dit soort paradoxale lariekoek schrijven.
Darwin werd door de moderne biologie volledig gefalsifeerd, van de tafel geveegd.
Thanks voor deze mooie bewijsvoering voor VIGEs.
scienceblogs.com/erv/2010/11/e…
Every form of virus– retrovirus, ssRNA(-), ssRNA(+), dsRAN, dsDNA, ssDNA– every form of virus has an endogenous component now.Theyre all over the place. Every organism has these ‘alternative’ endogenous viruses. Theyre inserted all over the organisms genomes (random).They are junk. The authors do note that they might have previously/initially had a beneficial function, but there is no experimental evidence to support that. And, some viral genes might transcribe RNA (a few of these guys might), but there is currently no experimental evidence those transcripts are translated or used, and are not just transcriptional noise. But the vast, vast majority of these endogenous non-retroviruses are mutated beyond repair.These are incredible, unexpected fossils that will help us understand the evolution of viruses in a way we never thought would be possible. “
In vroeger artikel ( over borna virus inserties ) van deze blogger
scienceblogs.com/erv/2010/01/e…
wordt een zeer moeilijk probleem voor creationisten onder de aandacht gebracht :
“……Endogenous non-retroviral RNA virus elements in mammalian genomes
Oh, no! Creationists are just going to have an aneurysm over this!!
There is no way. There is just no way, man, for Creationists to deal with this:
img.photobucket.com/albums/v13…

( bron = www.nature.com/nature/journal/… )
From the following article:
Endogenous non-retroviral RNA virus elements in mammalian genomes
Masayuki Horie, Tomoyuki Honda, Yoshiyuki Suzuki, Yuki Kobayashi, Takuji Daito, Tatsuo Oshida, Kazuyoshi Ikuta, Patric Jern, Takashi Gojobori, John M. Coffin & Keizo Tomonaga
Nature 463, 84-87(7 January 2010)
doi:10.1038/nature08695

The bootstrap probability is indicated for each interior branch. The scale bar indicates the number of amino acid substitutions per site. Animals belonging to the same order are indicated by the same colour. Strain and sequence accession numbers are given for each sequence.
Pingback: Moderne Genetic Analysis: Integration von Genen und Genomen | INFOWEBLOG.NET
Pingback: FILOVIRUSSEN | Tsjok's blog