Наш вирусный предок

Человеческая стволовая клетка. Фото: Getty Images / Fotobank.ru

Человечество не может существовать без подхваченного 20 миллионов лет назад вируса

Артем Асташенков

1 апреля, 2014 05:20

3 мин

Своей способностью формировать ткани любого типа стволовые клетки человека обязаны древнему вирусу, выяснили ученые. Исследование сотрудников Национального университета Сингапура и Университета Макгилла (Канада) опубликовано в журнале Nature 30 марта.

Для размножения вирусам необходим инструментарий живых клеток. Ретровирусы «подсовывают» инфицированным клеткам собственную ДНК, и те копируют ее вместо своего генетического кода. Так, например, работает ВИЧ.

Случается, что ретровирус проникает в сперматозоиды или яйцеклетки. Если из них потом начинает развиваться новая особь, ее клетки будут содержать ДНК ретровируса, и та будет передаваться по наследству и дальше.

Эти генетические остатки прошлых инфекций, встречающиеся у всей группы челюстноротых, называют эндогенными ретровирусами (ЭРВ). Считается, что они сыграли свою роль в ходе эволюции, способствуя рекомбинации и большей генетической вариативности. Кроме того, некоторые протеины ЭРВ интегрировались в биологические процессы, протекающие в организме носителя. Однако эндогенные ретровирусы человека (ЭРВЧ) в основном причисляют к «мусорной» ДНК. Она составляет, по разным подсчетам, 4—8% генома.

Команда молекулярных биологов из Канады и Сингапура, однако, нашла подсемейство ЭРВЧ, выполняющее принципиально важную роль. Последовательность ДНК под названием HERV-H (эндогенный ретровирус человека H), как выяснилось, отвечает за плюрипотентность эмбриональных стволовых клеток (способность превращаться в другие типы клеток) у приматов.

Повышенную активность HERV-H в стволовых клетках биологи заметили еще в конце 2012 года. В новом эксперименте ученые попытались разобраться в функции этой генетической последовательности.

С помощью специально подобранных фрагментов РНК микробиологи подавили активность HERV-H в эмбриональных стволовых клетках. Те тут же перестали функционировать, как им положено, и, фактически, превратились в фибробласты — клетки соединительной ткани. Оказалось, что без HERV-H протеины, необходимые для плюрипотентности, не вырабатываются.

По человеческому геному разбросано более тысячи копий HERV-H. Эта последовательность есть только у гоминидов, поэтому ученые предполагают, что заражение соответствующим вирусом (каким бы он ни был) произошло менее 20 млн лет назад. Более того, у остальных челюстноротых эмбриональные стволовые клетки прекрасно функционируют без эндогенного ретровируса.

Все типы клеток в организме человека (а их более 200) в перенатальный период формируются из неспециализированных эмбриональных стволовых клеток. Ученые давно пытаются освоить этот процесс в медицинских целях: в теории, при помощи стволовых клеток можно запустить регенерацию любых тканей, вплоть до головного мозга.

Исследования в этой области осложняются техническими и этическими проблемами, препятствующими получению достаточного количества стволовых клеток. Поэтому одним из перспективных направлений работы микробиологов является конвертация специализированных клеток организма обратно в плюрипотентные. Ученые предполагают, что изучение роли HERV-H поможет понять этот механизм.

ТЕГИ

поддержать проект

Для поднятия хорошего настроения, вы можете угостить наших редакторов чашечкой кофе

Маленькая чашка кофе