Найдена причина, почему 10% генома человека состоит из генов ретровирусов
Последняя редакция: 16.10.2021
Весь контент Web2Health проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
Вирусологи выявили механизм, который позволил ретровирусам эффективно размножаться на протяжении миллионов лет в виде составной части ДНК млекопитающих.
Основной задачей вирусов считается передача собственных генов последующим поколениям. В стремлении размножиться любой ценой – все вирусы ничем не выделяются от других живых организмов, включая человека.
Различие состоит в исключительной простоте устройства вируса, которая сводится к одной молекуле – носителю генома, вирусной РНК, ДНК или же в некоторых вариантах их комбинации. Другое отличие вируса состоит в двояком состоянии вируса – «мертвом» внеклеточном состоянии вирусных частиц, либо вирионов, не проявляющих практически никакой самостоятельной активности, и «живом», когда вирус попадает внутрь клетки хозяина и начинает размножаться, встраиваясь в клеточный механизм ДНК-транскрипции.
Но, оказалось сравнительно не так давно, с открытием эндогенных ретровирусов, у некоторых вирусов стадия вириона может и отсутствовать.
Эти вирусы передают собственные гены последующим поколениям, не выходя за пределы клеток (отсюда их название – эндогенные, другими словами внутригенные), а их генетическая программа, встроенная с клеточной ДНК, считается составной частью хозяйского генома.
Сейчас установлено, что около 8–10% генома человека состоит из нуклеотидных последовательностей ретровирусов, которые заразили наших эволюционных предков десятки миллионов лет назад.
Иными словами, одна десятая человеческой ДНК представляет из себя ретровирусные гены возрастом в несколько миллионов лет («ретро» значит, что для репликации собственного генома эти вирусы применяют механизм обратной транскрипции: вначале вирусный фермент обратная транскриптаза начинает синтезировать одну нить ДНК на вирусной РНК, после этого уже на этой нити синтезирует вторую, а дальше данная вирусная ДНК, внедрившись через оболочку ядра клетки, встраивается в хозяйскую и работает матрицей для синтеза вирусных РНК уже силами хозяйской клетки).
Исследователи из Оксфордского института совместно с Центром исследования СПИДа Аарано Даймонда (Нью-Йорк, США) и Институтом Рега (Бельгия) решили узнать механизм, с помощью которого древние ретровирусы смогли прописаться в наших генах в большом количестве.
С данной целью они изучили геномы 38 млекопитающих. Из данных геномов они выделили участки, имеющие последовательности ретровирусных нуклеотидов, и затем сопоставили их in silico («в кремнии», другими словами используя специализированные компьютерно-математические способы) на предмет сходства, отличия и части, которую они занимают в вирусном участке ДНК.
Как продемонстрировал анализ, у определенной категории эндогенных ретровирусов в какой-то эпизод их эволюции был утрачен ген env, отвечающий за белок, который помогает вирусу проникать внутрь клетки.
Утрата возможности инфицировать другие клетки не означала утраты возможности к саморепликации, только теперь весь срок жизни вируса стал проходить внутри хозяйской клетки параллельно ее собственному сроку жизни при помощи вирусных подвижных участков ДНК - ретротранспозонов.
Хотя самое интересное, что с утратой определенными ретровирусами инфицирующей функции данные вирусы быстро увеличили свое представительство внутри генома, исходом чего и стало преобладание генетического материала вирусов в ДНК млекопитающих.
Сравнивая различные геномы, исследователи резюмировали многосторонность данного явления: утрата инфицирующей возможности дала 30-кратное повышение количества вирусного материала.
Опасны ли эндогенные ретровирусы для здоровья?
С задачей распространения собственных генов вирусы великолепно справляются, прописавшись в ДНК человека в качестве пассажиров не нанося ущерба транспорту. Для владельцев они, в большинстве случаев, не патогенны не инфекционны, не образуют вирионных частиц, другими словами никого не заражают, и присутствуют под регуляторным контролированием клеточной ДНК-транскрипции.
Если взглянуть под другим углом, появляются данные, что некоторые эндогенные ретровирусы (подобно некоторым экзогенным, вызывающим, к примеру, саркому Рауса, лимфомы и миелопатии) владеют онкогенным потенциалом и имеют все шансы стимулировать развитие рака, хотя что запускает процессы, принуждающие организм расплачиваться такими рисками, пока неясно. Исследование «ископаемых» вирусов в нашем геноме лишь начинается, так что самые познавательные открытия, заставляющие взглянуть на наш организм под абсолютно другим углом, еще впереди