Вече почти три години думичката "вирус" е водеща в живота на цялата планета. По-точно – "коронавирус". Всъщност обаче вирусите са съществена част от живота ни далеч преди Ковид да се превърне в новина. Защото без определено семейство вируси кой знае дали хората изобщо биха били това, което са сега.
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
