Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ
Древняя вирусная ДНК, обнаруженная в геноме человека, служит защитой против некоторых современных вирусов. К такому выводу пришли ученые из США и Испании, которые опубликовали результаты исследования в журнале Science.
Не исключено, что патоген, встроившийся в геном человека миллионы лет тому назад, обеспечивает защиту человеческого организма от прочих вирусов
Sara Reardon (Сара Риэрдон)
Около тридцати миллионов лет тому назад некий вирус заразил наших предков-приматов, и один из генов этого вируса так и остался в их геноме. Со временем этот вирусный ген, образно говоря, "одомашнился" и получил в удел один из участков генома приматов. Он помог приматам бороться с прочими вирусами, препятствуя вирусному поражению клеток. Этот древний вирус, известный как Suppressyn (SUPYN), продолжает существовать и в наши дни, оказывая неоценимую услугу человеческому организму. В недавно проведенном исследовании ученые пришли к следующему выводу: вполне возможно, что именно благодаря этому необычному вирусу плацента обеспечивает более эффективную защиту человеческого эмбриона от прочей вирусной инфекции.
"Это хорошая новость, к тому же подкрепленная тщательно проведенными экспериментами", — говорит биолог-эволюционист Джулия Паскези (Giulia Pasquesi) из Колорадского университета в г. Боулдере, которая не участвовала в упомянутой выше работе. По ее словам, вполне возможно, что выявление бóльшего количества подобного рода вирусных генов поможет нам не только использовать, но даже усилить врожденные противовирусные свойства человеческого организма; и тем самым, отпадет необходимость в разработке новых лекарств и вакцин. "Ведь в человеческом геноме уже итак имеются все необходимые антивирусные компоненты", – добавляет Паскези.
Вирусы, которые встраивают свой генетический материал в геном человека, называются ретровирусами. Один из самых, пожалуй, известных примеров – это ВИЧ; стоит ему встроиться в человеческие гены, как он полностью начинает захватывать клеточный механизм человеческого организма и воспроизводить еще большее количество себе подобных вирусов. Если такими вирусами заражены сперматозоиды, или ооциты, т.е. клетки-предшественницы яйцеклеток (ооцит – женская половая клетка, участвующая в размножении, – прим. перев.), то вирусные гены станут частью человеческой ДНК и будут передаваться потомству.
Фрагмент вирусной ДНК, внедрившийся в человеческий геном, называется эндогенным ретровирусом (ERV). Около 8% человеческого генома состоит из последовательностей подобных ERV, которые несколько миллионов лет тому назад заразили предка человека да так и застряли в человеческой ДНК. Со временем эти гены утратили свои изначальные вирусные свойства, но это вовсе не значит, что они оказались бесполезными.
Для того, чтобы выяснить, какие именно ERV функционируют в человеческом организме, молекулярный биолог Седрик Фешотт (Cedric Feschotte) из Корнельского университета и его коллеги просканировали геном человека с целью обнаружения последовательностей ERV, которые, по мнению ученых, способны кодировать белки. И специалисты выявили 1507 таких последовательностей, примерно половина из которых, похоже, осуществляла те или иные функции в тканях человеческого организма.
Один из ERVбыл обнаружен в человеческом гене, известном как Suppressyn (SUPYN); этим геном кодируется белок, вырабатываемый в плаценте и в человеческом эмбрионе, находящемся на ранней стадии развития. SUPYNсвязывается с рецептором ASCT2, расположенном на поверхности клетки, — перед нами всё тот же рецептор, который используется другим белком (синтицином), кодируемым ERV, для формирования связей между клетками. В своей, так сказать, прежней жизни в качестве ретровируса синцитин мог сливаться с клеточными мембранами и проникать в клетки; однако в своем нынешнем виде он способствует формированию плаценты путем слияния клеток во время развития плода.
Нельзя исключать, что без него эволюция плаценты была бы невозможна. "Можно утверждать, что без ретровирусов не было бы вообще млекопитающих, — говорит вирусолог Велкин Джонсон (Welkin Johnson) из Бостонского колледжа. – Судя по всему, жизнь не смогла бы эволюционировать так, как она эволюционировала в реальности".
В то же время, рецептор ASCT2 – это ахиллесова пята млекопитающих. Вирусы, называемые ретровирусами типа D, используют этот рецептор для того, чтобы обойти защиту клетки и проникнуть в неё, вызвав различные заболевания у самых разных животных, включая низших приматов. (Однако известно, что ни один из них не заражает людей). И если бы организм древних животных не нашел способов защиты от этих ретровирусов, то последние стали бы представлять для этих животных серьезную угрозу. И здесь особенно важна защита плаценты, поскольку ретровирусы, инфицирующие эмбрион на достаточно раннем этапе развития, способны проникать в сперматозоиды и яйцеклетки.
После того, как Седрик Фешотт и его коллеги экспериментально заразили ретровирусами клетки плаценты человека, они обнаружили следующее: оказывается, что вирус SUPYN конкурирует с патогенами, блокируя рецепторы ASCT2, – именно благодаря этому прочие вирусы не могут проникать в человеческие клетки. Как пишут ученые в статье, совсем недавно появившейся в журнале Science, клетки, похоже, сами включили SUPYN, когда вдруг обнаружили, что он кодирует противовирусный белок.
А по мнению Велкина Джонсона, не ясности на счет того, действительно ли SUPYN способен блокировать какие-либо вирусы в человеческом организме; несмотря на тот факт, что ретровирусы типа D способны заражать макак и других приматов, ни один из них, похоже, не заражает человека. По словам Джонсона, у авторов "есть средства и мотивация; проблема только в возможностях". "Судить можно лишь по косвенным фактам", – добавляет он.
Тем не менее, Джонсон хвалит вышеупомянутую статью. По его мнению, вполне возможно, что в ходе своей эволюции SUPYN научился блокировать некий вирус, который к настоящему времени уже исчез; а может быть, он сам по себе оказался настолько эффективным, что не позволяет закрепляться враждебным вирусам.
С особой похвалой Джулия Паскези отозвалась о методике, примененной авторами статьи для выявления рецептора, посредством которого указанные ретровирусы проникают в клетки. В настоящее время Паскези работает над аналогичным исследованием, занимаясь картированием "одомашненных" ERV человеческого генома; ей удалось обнаружить около тридцати похожих ретровирусов, которые, по-видимому, очень важны для иммунной системы человека. "Удивителен сам факт того, что человеческое тело способно производить все эти маленькие противовирусные препараты", — говорит Паскези.
В настоящее время команда Седрика Фешотта планирует изучить десятки других выявленных ими активных ретровирусов. По словам Фешотта, несмотря на тот факт, что ретровирус Suppressyn признан функционально активным гéном человеческого организма, 99% прочих активных ERV, обнаруженных учеными, выглядят всего лишь как ненужные и избыточные ДНК. Но, как говорится, внешность обманчива. "Перед нами подлинная сокровищница потенциально возможных белков, — полагает Седрик Фешотт. – По крайней мере, есть вероятность, что эти сокровища могут представлять интерес для медицины, физиологии, а также для понимания онтогенеза".
