Har vi temt et virus i løpet av evolusjonen for hukommelse?

Gitt den nylige internasjonale katastrofen forårsaket av koronavirus pandemien, er det fort å tenke at virus er den store ondskapen på jordkloden som vi må bekjempe. Utrolig nok, så er det flere menneskegener som har utviklet seg fra virus i løpet av evolusjonen. Et eksempel er Arc (aktivitetsregulert cytoskjelett-assosiert) protein. Arc har utviklet seg fra et virus og deler også strukturelle og biokjemiske likheter med virus proteiner. I likhet med virus, så former Arc en liten og boble-lignende struktur (kapsid). I hjerneceller blir Arc sterkt og raskt uttrykt når vi lærer nye oppgaver. Arc spiller en sentral rolle i å spore hjerneceller sin aktivitet og kommunikasjon med andre hjerneceller. Kan Arc sine virus-lignende egenskaper forklare dens diverse funksjoner i hjernen? For å svare på dette spørsmålet, så har Mergiya fokusert PhD arbeidet sitt på å utvikle og verifisere verktøy og teknikker for å utforske Arc sin dynamiske rolle i hjerneceller. Først så utviklet Mergiya og kollegaer seks forskjellige nanokropper som binder til den virus-lignende regionen i Arc. Deretter identifiserte de byggesteinene av Arc kapsidene, og fant det første beviset på at naturlig Arc binder til seg selv i hjernen. Mergiya og kollegaer genmodifiserte Arc og visualiserte Arc proteinet i musehjerne ved å bruke genmodifiseringsteknikker. Arc proteinet ble fusjonert med et annet protein som lyser. Dette gjør det mulig å undersøke Arc med et mikroskop. En fascinerende oppdagelse var at Arc proteinet var i nærheten av et annet protein lokalisert i nabohjerneceller. Dette kan bety at modifisert Arc ble pakket inn i Arc viruskapsider, frigitt ut fra hjernecellen og deretter tatt opp av nabohjernecellen. Er Arc proteinet et restvirus av en virusinfeksjon som vi dominerte under evolusjonen for å tilegne oss bedre hukommelse? Oppdagelsene fra Mergiya sitt PhD arbeid støtter konseptet. Arc genet ble integrert i menneskegenomet etter virusinfeksjoner og ble brukt til hukommelse.

Personalia

Tadiwos Feyissa Mergiya er fra Etiopia med en bakgrunn innenfor nevrovitenskap og farmakologi. I 2007 fullførte Mergiya sin bachelorgrad i farmasi ved Addis Ababa Universitet i Etiopia. I 2014 gjennomførte han sin mastergrad i nevrovitenskap ved NTNU i Norge. Han gjennomførte sin masteroppgave hos Kavli instituttet hos Professor Jonathan Whitlock sin forskergruppe. Mergiya ble dermed med i Professor Clive Bramham sin forskergruppe ved Universitetet i Bergen.