Вирусы в геноме важны для нашего мозга
Ретровирусы, встроенные в ДНК человека за миллионы лет, составляют почти 10% всего генома. Исследователи из Лундского университета (Швеция) обнаружили механизм, с помощью которого эти ретровирусы могут влиять на экспрессию генов. Это означает, что они могли сыграть значительную роль в развитии человеческого мозга и в различных неврологических заболеваниях.
Изучаемые вирусы — эндогенные ретровирусы (ERV), существующие в геноме миллионы лет. Они находятся в части ДНК, ранее считавшейся «мусорной» (junk-DNA).
«Гены, контролирующие производство белков, составляют около 2% нашей ДНК, а ретровирусы — 8–10%. Если окажется, что они влияют на производство белков, это откроет огромный новый источник информации о мозге», — говорит Йохан Якобссон.
Исследователи обнаружили, что тысячи ретровирусов в нашем геноме могут служить «док-платформами» для белка TRIM28. Этот белок может «выключать» не только вирусы, но и стандартные гены рядом с ними в спирали ДНК, позволяя ERV влиять на экспрессию генов.
Этот механизм «выключения» может работать по-разному у разных людей, поскольку ретровирусы — это генетический материал, который может оказаться в разных местах генома. Это делает их возможным инструментом эволюции и даже потенциальной причиной неврологических заболеваний. Есть исследования, указывающие на нарушение регуляции ERV при таких заболеваниях, как БАС, шизофрения и биполярное расстройство.
Два года назад команда Йохана Якобссона показала, что ERV играют регуляторную роль именно в нейронах, но на мышах. Новое исследование, опубликованное в журнале Cell Reports, проведено на человеческих клетках.
Различия между мышами и людьми здесь особенно важны. Многие ретровирусы, встроенные в ДНК человека, отсутствуют у других видов, кроме людей и наших ближайших родственников — горилл и шимпанзе. Они, по-видимому, внедрились в геном около 35–45 миллионов лет назад, когда эволюционная линия приматов разделилась на Старый и Новый Свет.
«Многое из того, что мы знаем о развитии мозга, получено на плодовой мушке, рыбке данио и мыши. Однако если эндогенные ретровирусы влияют на функцию мозга, и у нас есть свой набор этих ERV, то механизмы, на которые они влияют, могли способствовать развитию человеческого мозга», — говорит Йохан Якобссон.