Древние микробы связаны с эволюцией иммунных белков человека
Первыми оружием организма против вирусной инфекции являются белки, унаследованные от микробных предков миллиарды лет назад. Согласно новому исследованию Техасского университета в Остине, два ключевых элемента врожденной иммунной системы происходят от группы микробов под названием археи Asgard.
Речь идет о белках виперинах и аргонавтах, которые играют важную роль в иммунной системе всей сложной жизни — от насекомых и растений до человека. Версии этих защитных белков есть и у бактерий, но у сложных организмов они наиболее близки к версиям из архей Asgard, как показало исследование в журнале Nature Communications.
Эта работа подтверждает гипотезу о том, что вся сложная жизнь (эукариоты) возникла из симбиотических отношений между бактериями и археями Asgard.
Исследователи впервые идентифицировали в археях большой арсенал защитных систем, ранее известных только у бактерий.
- Виперины, обнаруживая чужеродную ДНК (признак вируса), редактируют её, что блокирует размножение вируса.
- Аргонавты при обнаружении чужеродной ДНК разрезают её, также останавливая вирус. У более сложных организмов аргонавты могут блокировать производство вирусных белков через процесс РНК-интерференции.
Исследователи сравнили иммунные белки по всему древу жизни и обнаружили множество родственных. С помощью ИИ-инструмента ColabFold они предсказали, что белки со схожими аминокислотными последовательностями имеют и схожую трёхмерную структуру. Это показало, что варианты белка виперина, вероятно, сохраняли одинаковую структуру и функцию на протяжении эволюции.
Затем учёные клонировали виперины из геномов архей Asgard в бактерии, заразили их вирусами и показали, что эти белки действительно обеспечивают бактериям защиту. Бактерии с иммунными белками выживали лучше.
"Неоспоримо, что археи Asgard внесли большой вклад в сложность, которую мы видим у эукариотов сегодня. Так почему бы им не быть вовлечёнными и в происхождение иммунной системы? Теперь у нас есть веские доказательства, что это так", — отметил Педро Леао.