Вирусные белки могут регулировать эмбриональное развитие человека

Около 8 процентов генома человека составляют эндогенные ретровирусы, которые представляют собой остатки древних инфекций. Ретровирусы, такие как ВИЧ или Т-лимфотропный вирус человека, встраивают свой геном в геном клеток зараженного организма.

В большинстве случаев это приводит к усилению болезни и смерти организма, но иногда ему удаётся справиться с угрозой и развить устойчивость к вирусу, заставив его мутировать и стать неактивным. Коллекция таких остатков составляет часть так называемой мусорной ДНК, функции которой пока не до конца установлены.

В случае, если происходит заражение половых клеток или эмбриональных на ранних стадиях развития, вирусная ДНК передаётся следующим поколениям и становится постоянным членом генома хозяина. Одни из таких агентов – представители семейства эндогенных ретровирусов HERVK. Эти патогены начали атаковать древних людей относительно недавно, около 200 тысяч лет назад. Большая часть их геномов до сих пор вполне уютно себя чувствует в каждой клетке человека.

Но недавние исследования показали, что некоторые из последовательностей HERVK возрождаются к жизни в опухолевых клетках, а также в эмбриональных стволовых клетках человека. А в феврале этого года сингапурские исследователи опубликовали данные, согласно которым, обнаруженная у приматов вирусная последовательность HERVH, также активизируется на ранних стадиях эмбрионального развития в человеческих клетках.

И вот теперь команда исследователей из Медицинской школы Стэнфордского университета во главе с Джоанной Вайсока (Joanna Wysocka) впервые представила доказательства, что человеческие клетки на ранних стадиях эмбриогенеза производят в большом количестве вирусные белки, которые собираются в нечто, выглядящее под прицелом электронного микроскопа как вирусные частицы (вирионы).

Эксперименты с эмбриональными стволовыми клетками человека, выращенными в пробирке, показали, что вирусные белки оказывают влияние на экспрессию генов в развивающемся зародыше. Более того, они могут защищать клетки от инфицирования другими вирусами.

Результаты поднимают весьма щекотливый вопрос о том, кто или что на самом деле "дёргает за ниточки" во время раннего эмбриогенеза человека. "Это одновременно увлекательно и слегка жутковато, — рассказывает доктор Вайсока в пресс-релизе Стэнфорда. – Мы открыли, что определённый класс вирусов, который вторгся в геном людей в ходе недавней эволюции, вновь активируется на ранних стадиях развития человеческого эмбриона, что приводит к созданию вирионоподобных частиц и белков в клетках человека".

На данный момент остаётся открытым вопрос, является ли описанная история взаимодействий эндогенных ретровирусов со своими хозяевами своеобразным эволюционным симбиозом (то есть сотрудничеством), или же она представляет собой эпизод постоянной борьбы между вирусами и человеком. Вполне возможно, что вирус эгоистично пользуется процессами эмбрионального развития для поддержания своего существования. Наравне с этим не исключено и то, что человеческие клетки научились использовать вирусные белки для собственной защиты.

Конечно же, "потенциально полезная стратегия" выглядит наиболее привлекательно, но, для того чтобы доказать или опровергнуть её, исследователям предстоит более внимательно изучить строение и функции части ДНК, которую ещё совсем недавно относили к "мусорной".

Результаты своих исследований и выводы учёные опубликовали в статье, которая вышла в издании Nature.