Древняя вирусная ДНК в геноме человека защищает от инфекций

Вирусная ДНК, встроенная в геном человека в результате древних инфекций, действует как противовирусный агент, защищая человеческие клетки от некоторых современных вирусов.

Исследование "Эволюция и противовирусная активность человеческого белка ретровирусного происхождения", опубликованное 28 октября в Science, предоставляет доказательство этого эффекта.

Ранее было показано, что фрагменты древней вирусной ДНК — эндогенные ретровирусы — в геномах мышей, кур, кошек и овец обеспечивают иммунитет против современных вирусов, блокируя их проникновение в клетки. Хотя данное исследование проводилось на культуре человеческих клеток in vitro, оно показывает, что противовирусный эффект эндогенных ретровирусов, вероятно, существует и у людей.

Эта работа важна, так как дальнейшие исследования могут выявить целый пул природных противовирусных белков для создания методов лечения без аутоиммунных побочных эффектов. Она раскрывает возможность существования обширной, но ещё не охарактеризованной системы защиты генома.

Эндогенные ретровирусы составляют около 8% человеческого генома — как минимум в четыре раза больше, чем ДНК, кодирующая белки. Ретровирусы вводят свою РНК в клетку-хозяина, где она преобразуется в ДНК и встраивается в геном. Клетка начинает производить новые вирусные частицы.

Для проникновения в клетку вирусный белок оболочки связывается с рецептором на поверхности клетки. В исследовании с помощью вычислительной геномики был составлен каталог всех последовательностей в человеческом геноме, потенциально кодирующих такие белки с сохранившейся активностью связывания рецепторов.

Был обнаружен ряд активных генов, экспрессирующихся в раннем эмбрионе, половых и иммунных клетках при инфекции. Учёные сфокусировались на белке Suppressyn, который связывается с рецептором ASCT2 — точкой входа для группы вирусов, известных как ретровирусы типа D.

Эксперименты на плацентарных клетках человека, подвергнутых воздействию ретровируса типа D RD114 (инфицирующего кошачьих), показали:

• Клетки, экспрессирующие Suppressyn, не инфицировались.
• При удалении Suppressyn клетки становились восприимчивыми к инфекции.
• При возвращении Suppressyn устойчивость восстанавливалась.
• Введение Suppressyn в восприимчивые клетки эмбриональной почки делало их резистентными.

Исследование демонстрирует, как человеческий белок ретровирусного происхождения блокирует клеточный рецептор, обеспечивая защиту развивающегося эмбриона от родственных вирусов. Будущая работа будет направлена на изучение противовирусной активности других белков, происходящих из оболочки вируса и закодированных в человеческом геноме.