Вируси са причината да оцелеем и съществуваме

Става въпрос за ретровирусите. Те са РНК вируси, които могат да изменят генома на гостоприемника – т.е. на този организъм, който заразяват. Правили са и го правят, включително и днес. И понеже са го правили от минимум милиони години назад, включително с хора, в днешно време изобщо не е пресилено да се каже, че хората са отчасти вируси – буквално.

Как се случва генетичното изменения, предизвикано от ретровирусите? Когато вирусът зарази дадена клетка, той вкарва копие от РНК-то си посредством собствен ензим, наречен обратна транскриптаза. С помощта на обратната транскриптаза, вирусът произвежда молекула ДНК от собствения си геном. Това вирусно ДНК става факт, преди да вирусът да достигне клетъчното ядро в клетката на заразения организъм. След това, вирусното ДНК стига до клетъчното ядро и оттам – в генома на заразения организъм. А след това заразеният организъм може да го предава на следващото поколение, когато заразената клетка касае размножаването – яйцеклетка или сперматозоид. Резултът от целия този процес представлява симбиотична връзка – вирус и заразен организъм стават едно цяло.

Какво обаче може да прави и прави вирусно ДНК, което се намира в генома на жив организъм, включително хора? Просто казано – да ускори еволюцията т.е. развитието ни. Прави го, като променя даден ген в генома ни по начин, който влияе и на съседните гени.

Конкретният пример, касаещ хората – без влиянието на определен ретровирус, плацентата нямаше да може да осигурява на човешките бебета безопасното им развитие. Именно защото някога назад във времето хората са се заразили с определен ретровирус, сега човешкият организъм може и произвежда протеинът синцитин. Синцитинът се произвежда само от някои клетки и благодарение на него се образува най-външната граница между плацентата и организма на майката. Ако това не се случваше, плацентата нямаше да съществува във вида, в който я познаваме – тя храни и предпазва плода, докато той се развива в бъдещо бебе, като му осигурява кислород и хранителни вещества, отделя въглеродния диоксид и други отпадъчни вещества, които са токсични за плода и разделя кръвта на майката и от кръвта на плода. Смесването на двата вида кръв може да предизвика смъртоносен автоимунен орган във формиращия се млад организъм.

Какво е уникалното при синцитина – ДНК последователността на протеина е почти идентична с тази на вирусен протеин, наречен env, който помага на вируса да се слее с клетката, която заразява. В плацента, синцитинът помага на плода да се слее с майчиния организъм. С други думи, заразяване с ретровирус е причината човешкият организъм "да се научи" да произвежда синцитин. Научното проучване, доказващо това, е публикувано в списание Nature още през 2000 година.

ОЩЕ: Учени откриха вирус, който се бори с рака

Не само хората могат да синтезират синцитин – това е характерно за всички бозайници, дори за такива като птицечовката и ехидната. Само че синцитинът, синтезиран от нас и този от други животински видове се различава, което подсказва намесата на различни ретровируси.

За човешкото развитие обаче огромна роля играе още един ретровирус – HERV-K. Наследството на този вирус в човешкия организъм позволява да се активират ключови гени, които помагат една-единствена клетка да се развие в завършен организъм. Това се случва горе-долу в момента, в който човешкият ембрион представлява сбор от само 8 клетки! Откритието е описано и публикувано отново в списание Nature, през 2015 година.

В края на 2015 година година, пак в списание Nature, излиза друго проучване. То доказва, че друг ретровирус – HERV-H, произвежда молекули, които включват и изключват други човешки гени. Идентифицирани са 13 генетични "намеси" на HERV-H в човешкия организъм, благодарение на които в самото начало на развитието на ембрион стволовите клетки остават плурипотентни. С други думи – благодарение на плурипотентността, тези клетки могат да се развият в каквито и да е клетки, необходими за това ембрион да се превърне в човек!

Като част от изследването, учените са правели експерименти, при които са "изключвали" генетичния ефект на HERV-H. Това моментално е спирало развитието на бъдещия ембрион. Доказано чрез експерименти е и, че за да може изградени клетки при възрастни да бъдат "върнати" към състояние на плурипотентност, е необходимо РНК, създадено от HERV-H.

За финал – проучване, публикувано в списание Cell, показва, че специфичният етап на развитие на всяка клетка на човешки ембрион може да бъде определен на база това какъв набор от ендогенни ретровируси е активен. Оказва се, че най-голяма „вирусна активност“ има когато ембрионът е сбор от само 1-2 клетки.

"Знаем, че са активни. Знам, че са важни за развитието на организма ни, но още не знаем какво точно правят", коментира Джонатан Гьоке, биолог и автор на проучването. То е публикувано също през 2015 година – а науката тепърва ще търси отговори за това кои сме ние, хората, и какви можем да бъдем.

Източник: NOVA

ОЩЕ: Пандемии, извадени от китайски ледници: Стотици микроби и бактерии, които може да застрашат човечеството