Знайдена причина, чому 10% генома людини складається з генів ретровірусів
Останній перегляд: 16.10.2021
Весь контент iLive перевіряється медичними експертами, щоб забезпечити максимально можливу точність і відповідність фактам.
У нас є строгі правила щодо вибору джерел інформації та ми посилаємося тільки на авторитетні сайти, академічні дослідницькі інститути і, по можливості, доведені медичні дослідження. Зверніть увагу, що цифри в дужках ([1], [2] і т. д.) є інтерактивними посиланнями на такі дослідження.
Якщо ви вважаєте, що який-небудь з наших матеріалів є неточним, застарілим або іншим чином сумнівним, виберіть його і натисніть Ctrl + Enter.
Вірусологи виявили механізм, який дозволив ретровірусів ефективно розмножуватися протягом мільйонів років у вигляді складової частини ДНК ссавців.
Основним завданням вірусів вважається передача власних генів наступним поколінням. У прагненні розмножитися за всяку ціну - все віруси нічим не відрізняються від інших живих організмів, включаючи людину.
Різниця полягає у виключній простоті пристрою вірусу, яка зводиться до однієї молекулі - носію генома, вірусної РНК, ДНК або ж в деяких випадках їх комбінації. Інша відмінність вірусу полягає в двоякому стані вірусу - «мертвому» позаклітковому стані вірусних частинок, або віріонів, що не проявляють ніякої самостійної активності, і «живому», коли вірус потрапляє всередину клітини господаря і починає розмножуватися, вбудовуючись в клітинний механізм ДНК-транскрипції.
Але, виявилося порівняно не так давно, з відкриттям ендогенних ретровірусів, у деяких вірусів стадія віріона може й не бути.
Ці віруси передають власні гени наступним поколінням, не виходячи за межі клітин (звідси їх назва - ендогенні, іншими словами внутрігенних), а їх генетична програма, вбудована з клітинної ДНК, вважається складовою частиною хазяйського генома.
Зараз встановлено, що близько 8-10% геному людини складається з нуклеотидних послідовностей ретровірусів, які заразили наших еволюційних предків десятки мільйонів років тому.
Іншими словами, одна десята людської ДНК являє з себе ретровірусних гени віком в кілька мільйонів років ( «ретро» означає, що для реплікації власного геному ці віруси застосовують механізм зворотної транскрипції: спочатку вірусний фермент зворотна транскриптаза починає синтезувати одну нитку ДНК на вірусної РНК, після цього вже на цій нитки синтезує другу, а далі ця вірусна ДНК, втілившись через оболонку ядра клітини, вбудовується в хазяйську і працює матрицею для синтезу вірусних РНК вже силами хазяйськи й клітини).
Дослідники з Оксфордського інституту спільно з Центром дослідження СНІДу Аарау Даймонда (Нью-Йорк, США) та Інститутом Рега (Бельгія) вирішили дізнатися механізм, за допомогою якого древні ретровіруси змогли прописатися в наших генах у великій кількості.
З цією метою вони вивчили геноми 38 ссавців. З даних геномів вони виділили ділянки, що мають послідовності ретровірусних нуклеотидів, і потім зіставили їх in silico ( «в кремнії», іншими словами використовуючи спеціалізовані комп'ютерно-математичні методи) на предмет схожості, відмінності та частини, яку вони займають у вірусному ділянці ДНК.
Як продемонстрував аналіз, у певної категорії ендогенних ретровірусів в якийсь епізод їх еволюції був втрачений ген env, що відповідає за білок, який допомагає вірусу проникати всередину клітини.
Втрата можливості інфікувати інші клітини не означала втрати можливості до самореплікаціі, тільки тепер весь термін життя вірусу став проходити всередині хазяйської клітини паралельно її власним терміну життя за допомогою вірусних рухливих ділянок ДНК - ретротранспозонов.
Хоча найцікавіше, що з втратою певними ретровирусами инфицирующей функції дані віруси швидко збільшили своє представництво всередині генома, результатом чого і стало переважання генетичного матеріалу вірусів в ДНК ссавців.
Порівнюючи різні геноми, дослідники резюмували багатосторонність даного явища: втрата инфицирующей можливості дала 30-кратне підвищення кількості вірусного матеріалу.
Чи небезпечні ендогенні ретровіруси для здоров'я?
Із завданням поширення власних генів віруси чудово справляються, прописавшись в ДНК людини в якості пасажирів не завдаючи шкоди транспорту. Для власників вони, в більшості випадків, не патогенні НЕ інфекційних, не утворюють віріони частинок, іншими словами нікого не заражають, і присутні під регуляторним контролем клітинної ДНК-транскрипції.
Якщо поглянути під іншим кутом, з'являються дані, що деякі ендогенні ретровіруси (подібно до деяких екзогенних, що викликає, наприклад, саркому Рауса, лімфоми і мієлопатії) володіють онкогенних потенціалом і мають всі шанси стимулювати розвиток раку, хоча що запускає процеси, що примушують організм розплачуватися такими ризиками, поки неясно. Дослідження «копалин» вірусів в нашому геномі лише починається, так що самі пізнавальні відкриття, які змушують поглянути на наш організм під абсолютно іншим кутом, ще попереду