Биологи нашли в ДНК человека полноценный древний ретровирус

Генетики из Университета Тафтса и медицинской школы при Мичиганском университете при изучении геномов 2500 людей нашли девятнадцать ранее незамеченных фрагментов ДНК, оставленных в людях ретровирусами. А в 50 из исследуемых геномов найден ретровирус целиком. Это второй вирус, найденный в геноме человека, сохранившийся там полностью.

Ряд вирусов обладает способностью внедряться в геном человека и становиться его собственными генами. В первую очередь это относится к так называемым ретровирусам, названных так по своему образу жизни. Исходно геном этих вирусов представляет собой РНК. Но, попав в клетку, вирус на своей РНК строит ДНК-копию. После этого ДНК-копия вируса встраивается в геном клетки.

Встраиваемую в геном клеток человека ДНК-копию вируса называют провирусом. Затем на провирусе синтезируются вирусные РНК, на базе которых образуются новые вирусные частицы. Так ведет себя, например, хорошо известный ретровирус, получивший название вируса иммунодефицита человека (ВИЧ), когда он инфицирует клетки крови.

Обычно эта проблема остаётся проблемой отдельных инфицированных клеток. Затем вирусы и провирусы погибают вместе с теми клетками, в которых они поработали. Но к сожалению, это происходит не всегда. Крайне редко происходит инфицирование клеток зародышевого пути – в этих случаях образуются провирусы, но организм выживает и внедренный провирус становится наследуемым элементом генома человека. Так в клетке появляется провирус, изменяющий геном гораздо сильнее, чем это возможно при «нормальной» эволюционной изменчивости.

Во время секвенирования генома человека и других млекопитающих оказалось, что в их составе содержится очень большое число повторяющихся элементов, имеющих сходство с инфекционными вирусами. Повторяющиеся элементы, способные кодировать 2–3 белка и окруженные с двух сторон еще одними особыми повторами — названными длинными концевыми повторами (ДКП), — были отнесены к семейству, получившему название ретротранспозонов.

У человека они составляют довольно существенную часть — около 8 % генома. Такие элементы называют часто эндогенными ретровирусами, в отличие от типичных ретровирусов, существующих в природе вне организмов (их называют экзогенными ретровирусами).

За миллионы лет эволюции встроившиеся в геном части вирусов также претерпели изменения, и в данный момент остались в основном дефектные их части или очень короткие фрагменты. Мутации, накопившиеся в ходе эволюции в эндогенных ретровирусах, не позволяют им образовывать новые инфекционные вирусные частицы.

Согласно проведенным оценкам, такие провирусы появились в геноме человека от 10 до 50 млн. лет назад в результате инфицирования зародышевых клеток наших предшественников и с тех пор передаются по наследству, как и все другие собственные элементы генома.

Тем удивительнее, что на Х-хромосоме учёные нашли неповреждённый геном вируса, названного ими Xq21. Пока неясно, может ли он воспроизводиться, но судя по всему, его наличие может влиять на его носителя.

«Найденный вирус выглядит так, будто способен создать свою копию, которая будет заражать организмы – и если это действительно так, это было бы здорово! Тогда мы смогли бы изучить вирусную эпидемию, которая развивалась много лет назад,- делится своей радостью вирусолог Джон Коффин [John Coffin]. – Исследование даёт важную информацию, необходимую для понимания совместной эволюции людей и ретровирусов в относительно недавние времена».