Главная \ Новости ВРТ и статьи \ Останки древних вирусов оказались необходимы для эмбриогенеза приматов

Останки древних вирусов оказались необходимы для эмбриогенеза приматов

Четыре года назад исследователи Стэнфордского университета доказали вирусную природу нескольких некодирующих молекул РНК, активность которых абсолютно необходима для развития эмбриона у приматов. Блокирование продукции этих молекул полностью останавливает рост. Результаты работы авторы представили в журнале Nature Genetics.

Человеческий геном полон больших и малых фрагментов, не кодирующих белки и не являющихся генами. Одна только группа длинных (более 200 нуклеотидов) РНК, транскрибируемых из межгенных участков ДНК, насчитывает десятки тысяч молекул. И хотя такие lincRNA никаких белков не кодируют, они важны для регуляции работы генов или их первичных продуктов — матричных РНК.

Даже при использовании современных методов секвенирования идентификация отдельных lincRNA остается непростой задачей: их нуклеотидные последовательности слишком похожи одна на другую. Такую работу проделали и ученые из Стэнфорда, обнаружив в человеческих клетках более 2 тысяч ранее неизвестных РНК, из которых 146 проявляли высокую активность в эмбриональных стволовых клетках, еще не начавших дифференциацию — «специализацию» и превращение в зрелые клетки будущих тканей и органов.

Выделив группу из 23-х lincRNA, для которых активность в эмбриональных стволовых клетках особенно высока, авторы обнаружили, что 13 из них представляют собой ретротранспозоны, останки древних вирусов HERVH. Некогда они были полноценными ретровирусными инфекциями, встроившимися в геном людей примерно тем же образом, каким действует и современный ВИЧ. Однако, передаваясь из поколение в поколение, эти вирусы могли утратить подвижность и, мутировав, приобрести новые, полезные для людей функции. Примером такого процесса может служить ген Peg10необходимый млекопитающим для развития плаценты и являющийся «потомком» ретротранспозона семейства Ty3/gypsy LTR.

Впервые связь ретровирусов HERVH с lincRNA, которые проявляют активность в эмбриональных стволовых клетках, была продемонстрирована в 2014 году. Теперь же, идентифицировав группу HPAT1-23, ученые проследили за экспрессией этих РНК в эмбрионах на ранней стадии бластоцисты, содержащей еще лишь десятки, максимум — сотни клеток. Показано, что три из них (HPAT2, HPAT3 и HPAT5) проявляют активность исключительно во внутренней клеточной массе — глубоких частях бластоцисты, которые в будущем станут целым эмбрионом. Эти три lincRNA активируются и при «перепрограммировании» зрелых, дифференцировавших человеческих клеток назад, в плюрипотентные стволовые.

Ученые отмечают, что соответствующие последовательности ДНК обнаруживаются лишь в геноме у приматов, что может указывать на их роль в формировании каких-то специфических свойств людей и наших ближайших родственников.

«Накапливается все больше свидетельств тому, что вирусные геномные последовательности, когда-то угрожавшие существованию нашего вида, оказались интегрированы в наш геном и приносят ему пользу, — сказал один из авторов работы, профессор Витторио Себастиано (Vittorio Sebastiano), пресс-службе Стэнфордского университета. — Таким образом они могут вносить свой вклад в появление определенных видоспецефических характеристик и даже в фундаментальные клеточные процессы, в том числе и у человека».

Оригинал статьи.