МOСКВA, 14 aпр — РИA Нoвoсти. Учeныe нaшли в чeлoвeчeскoй ДНК слeды вирусa, нaпoминaющeгo ВИЧ, с кoтoрым нaши прeдки спрaвились oкoлo 8 миллиoнoв лeт нaзaд, гoвoрится в стaтьe, oпубликoвaннoй в журнaлe eLife.
«Изучeниe вирусныx «oкaмeнeлoстeй» мoжeт помочь нам узнать много нового о том, что происходило в далеком прошлом. К примеру, в данном случае мы выяснили, как вирусы зачастую дают животным, которых они заражают, инструменты для борьбы с ними самими, что часто ведет к вымиранию таких вирусов», — рассказывает Пол Беняш (Paul Bieniasz) из университета Рокфеллеров в Нью-Йорке (США).
«Мусор» эволюции
Геном человека и фактически всех остальных животных и растений содержит в себе не только «свои» гены и мусорную ДНК, но и также фрагменты различных ретровирусов, с которыми наши предки боролись миллионы и десятки миллионов лет назад. Многие из этих вирусов были столь опасны, что успевали уничтожить до 99% особей до того, как тем удавалось приспособиться к ним и научиться нейтрализовывать патогены. © Fotolia/ adimas»Генетические паразиты» в клетках мозга являются причиной шизофрении
Часто попадание фрагментов таких вирусов в ДНК животных кардинальным образом меняло их облик и эволюцию. К примеру, несколько лет назад ученые выяснили, что ретровирусы были «виноваты» в том, что млекопитающие перешли к внутриутробному вынашиванию детенышей, а в дальнейшем отказались от сумки и «изобрели» плаценту.
Следы таких вирусов в геноме можно использовать для изучения эволюции их носителей, так как фрагменты вирусной ДНК постепенно накапливают в себе мутации, а их число постепенно увеличивается благодаря наличию у них способности к самокопированию. Этим пользуются ученые, узнавая, когда наши предки боролись с каким-то конкретным патогеном, испытывали резкие сокращения в численности или отделялись от родственных видов.
Беняш и его коллеги открыли еще один необычный пример того, как вирусы «дирижировали» эволюцией человека, сравнивая фрагменты ретровирусов, обнаруженных недавно в геномах человека, высших приматов и различных обезьян, живущих в Африке. © Carl BuellГенетические паразиты помогли млекопитающим «изобрести» беременность
Их внимание привлек вирус HERV-T, присутствующий в ДНК всех обезьян и приматов, вызывавший массовые эпидемии среди наших предков как минимум 25 миллионов лет назад. Этот патоген, судя по структуре его фрагментов, полностью «вымер» примерно 8-11 миллионов лет назад, причина чего была загадкой для ученых.
Бей вирус его же оружием
Сравнив структуру фрагментов этого вируса в геномах людей, обезьян и приматов, Беняш и его коллеги смогли восстановить часть его генов и узнать, как он проникал в организм первых сухоносых обезьян, наших общих предков с современными приматами Африки.
Как оказалось, он заражал клетки, действуя аналогично вирусу иммунодефицита, цепляясь за определенный белковый вырост на их поверхности, MCT1, который организм использует для очистки клеток от молочной кислоты. © Fotolia/ Dan RaceУченые выяснили, когда появились первые прародители ВИЧ
Анализируя структуру гена env, который отвечает за эту функцию вируса, ученые натолкнулись на неожиданную вещь — этот участок сохранился в человеческом геноме почти в первозданном виде, с крайне небольшими изменениями. Аналогичная картина наблюдалась у всех приматов и обезьян, чьи предки отщепились от общего древа эволюции с человеком примерно 8 миллионов лет назад.
Это было удивительно по той причине, что вирусная ДНК обычно является «мусором» с точки зрения эволюции, и поэтому в ней постепенно накапливаются ошибки. С геном env вируса HERV-T этого не происходило, что означает, что он был важен для выживания предков людей, горилл, шимпанзе и других относительно новых видов приматов.
© Fotolia/ kastoБиологи нашли в ДНК человека полноценный древний ретровирусПроанализировав различия в структуре оригинальной версии env и его текущей «человеческой» вариации, ученые поняли, что с ним произошло. Оказалось, что организм приматов приспособил env для борьбы с HERV-T, используя этот ген для удаления выростов MCT1 с поверхности клеток. Благодаря этому вирус просто не может проникнуть в клетки, и они избегают заражения.
«Похоже, что этот ген попал в ДНК приматов около 13-19 миллионов лет назад, и примерно в это же время его функция была изменена. Древние обезьяны смогли выработать иммунитет к HERV-T, используя его же собственный генетический код», — заключает Даниель Бланко-Мело (Daniel Blanco-Melo), коллега Беняша.
