Вы на 8 % состоите из вирусов. По крайней мере, это касается вашего генома. Среди наших генов живут более 100 тысяч фрагментов древней вирусной ДНК. И до сих пор до конца неясно, есть ли у них какие-то функции, и если да, то какие именно. Новое исследование предполагает, что некоторые виды этого чужеродного генетического материала могут повысить нашу иммунную систему и даже защитить нас от других вирусов, сообщает журнал Science.

 

Вирусные "окаменелости" в нашей ДНК могут помочь нам бороться с инфекцией

Фото: Science

 

Когда тип вируса, известный как ретровирус, заражает клетку, он преобразует ее РНК в ДНК, которая может затем стать частью хромосомы человека. Время от времени ретровирусы заражают сперму и яйцеклетки, таким образом становясь "эндогенными", то есть внутреннего происхождения.  Это означает, что такие вирусы уже передаются из поколения в поколение. Эндогенные ретровирусы, или ERVs, не в состоянии производить новые вирусы, поэтому ученые изначально предполагали, что это просто безобидные генетические "окаменелости".

 

Спорные исследования долгое время предполагали, что некоторые виды рака, как лимфома, к примеру, – это результат того, что ERVs мешают нормальной функции гена. Однако в последнее время ученые все больше склоняются к тому, что эти вирусы с большой вероятностью могут быть и полезной вещью. Так, по их предположениям, некоторые ERVs, которые, возможно, мы унаследовали миллионы лет назад, могут влиять на гены, важные для функции плаценты, таким образом улучшая нашу способность переносить беременность. Более того, есть доказательства того, что они играют определенную роль на ранней стадии развития эмбриона, помогая бороться с инфекционными вирусами.

 

В новом исследовании под руководством Эдварда Чуонга, вычислительного биолога из Университета штата Юта в Солт-Лейк-Сити, ученые пытались выяснить, помогают ли ERVs нам "бороться с захватчиками". Исследователи сосредоточились на "первой линии обороны" – врожденной иммунной системе. В то время как адаптивная иммунная система учится распознавать специфических захватчиков и генерировать реакции против них, врожденная система запрограммирована так, чтобы начать непосредственные нападения на целые классы чужеродных элементов. Ученые просканировали три различные человеческие клеточные линии на наличие в их ДНК ретровирусов, которые могут связываться с транскрипционными факторами врожденного иммунитета, что и запускают в генах атаку иммунной системы против патогенных элементов. В результаты ученые нашли тысячи таких ERVs.

 

Исследователи предположили, что, если удалить вирусную ДНК из клетки, то транскрипционные факторы не будут функционировать должным образом, и это может привести к нарушению генов, участвующих во врожденной иммунной реакции. Используя CRISPR – инструмент для редактирования ген, они извлекли несколько эндогенных вирусов из ДНК клетки. Затем эти клетки без ERVs исследователи заразили вирусом коровьей оспы, который может быть отнесен к обычной оспе. Результаты эксперимента показали, что иммунная реакция была гораздо слабее, чем у неотредактированных нормальных клеток. Ключевой иммунный белок не был произведен, таким образом борьба с вирусом не началась. Позже ученые вернули извлеченные гены обратно в клетки, и иммунная функция была восстановлена.

 

"Это новое исследование свидетельствует о том, что "древний вирусный элемент" помогает нам в борьбе против инфекций", – говорит Эдвард Чуонг. Исследователь добавил, что следующим шагом будет проведение подобного эксперимента на организме мыши.

 

Дикси Мэгер – генетик британского агентства рака Колумбии в Ванкувере (Канада) прокомментировал новый научный эксперимент: "Это "элегантное исследование" и убедительно подтвержденный документальными доказательствами пример увлекательной взаимосвязи между ERVs и организмом их хозяина".  Другой специалист Хармит Малик, эволюционный биолог в Центре Исследований рака Фреда Хатчинсона в Сиэтле (штат Вашингтон) добавил: "Работа предполагает, что эти вирусные "окаменелости", вероятно, сыграли ключевую роль в эволюции нашего вида. Это впечатляющий пример инноваций".