Вирусни белтъци регулират ембрионалното развитие

Около 8 процента от човешкия геном се състоят от ендогенни ретровируси, които представляват остатъци от древни инфекции.

Ретровирусите, такива като ХИВ или Т-лимфотропния вирус, вграждат своя геном в генома на клетките на заразения организъм.

В повечето случаи това води до засилване на заболяването и смърт на организма, но понякога той успява да се справи със заплахата и да развие устойчивост към вируса, карайки го да мутира и да стане неактивен.

Колекция от такива остатъци съставлява така наречената отпадъчна ДНК, чиито функции още не са изяснени напълно.

В случай че настъпи заразяване на половите или ембрионалните клетки на ранните стадии на развитието, вирусната ДНК се предава на следващото поколение и става постоянен член на генома на гостоприемника.

Едни от тези агенти са представители на семейството на ендогенните ретровируси HERVK. Тези патогени са започнали да атакуват древните хора сравнително скоро, преди около 200 000 години. Голяма част от техните геноми и досега се чувстват напълно уютно във всяка клетка на организма.

Но сравнително нови изследвания сочат, че някои от последователностите на HERVK се възраждат към живот в раковите клетки, а също в ембрионалните стволови клетки на човека. През февруари т.г. сингапурски изследователи публикуваха данни, според които откритата вирусна последователност HERVH също се активира на ранните стадии на ембрионалното развитие в човешките клетки.

И ето сега екип изследователи от Медицинската школа на Станфордския университет начело с Джоана Уайсока (Joanna Wysocka) за първи път са представили доказателства, че човешките клетки на ранните стадии на ембриогенезата произвеждат голямо количество вирусни белтъци, които се събират в нещо, което под микроскоп изглежда като вирусни частици (вириони).

Експерименти с ембрионални стволови клетки на човек, отгледани лабораторно, показали, че вирусните белтъци оказват влияние върху генната експресия в развиващия се зародиш. Освен това те могат да защитават клетките от инфектиране с други вируси.

Резултатите повдигат много чувствителен въпрос за това, кой и какво наистина "дърпа конците" по време на ранната ембриогенеза. "Това е едновременно вълнуващо и малко страшно – разказва д-р Уайсока. – Ние открихме, че определен клас вируси, който е нахлул в човешкия геном в хода на неотдавнашна еволюция, отново се активира на ранните стадии от развитието на човешкия ембрион, което води до създаването на вирионоподобни частици и белтъци в човешките клетки."

Засега остава открит въпросът, явява ли се описаната история на взаимодействието на ендогенните ретровируси със своите гостоприемници своеобразна еволюционна симбиоза (тоест сътрудничество), или тя представлява епизод от постоянната борба между вирусите и човека.

Напълно е възможно вирусът егоистично да се ползва от процесите на ембрионално развитие за поддържане на своето съществуване. Едновременно не е изключено и това, че човешките клетки са се научили да използват вирусните белтъци за собствена защита.

Разбира се, "потенциално полезната стратегия" изглежда най-привлекателна, но за да се докаже или опровергае тя, предстои изследователите по-внимателно да изучат строежа и функциите на частите от ДНК, които до съвсем скоро се отнасяха към "отпадъчната".

Резултатите от изследванията и изводите на учените са публикувани в сп. Nature.