Фрагменты вирусов могут передаваться из поколения в поколение
Огромные пласты ДНК-библиотек составлены из не-кодирующих генов, которые долго считались «мусорной ДНК». Однако, недавние исследования показали, что эти обрывки ДНК имеют множество назначений у млекопитающих, сообщает Science Alert.
Некоторые из генных последовательностей, считавшихся «мусорными», на самом деле фрагменты вирусов, оставшихся в ДНК от инфекции у давно забытого предка.
Каждый раз, когда в организм проникает вирус, есть большая вероятность, что он оставит свою часть в ДНК, если это происходит в яйцеклетке или сперме, эта часть будет передана следующим поколениям. Эти фрагменты известны как эндогенные вирусные элементы (ЭВЭ).
У людей фрагменты вирусной ДНК составляют около 8% генома. Они могут предоставить записи о вирусной инфекции на протяжении эволюционной истории.
«Эти вирусные фрагменты были оставлены не просто так», – говорит палеовирусолог Эмма Хардинг. – «На протяжении миллионов лет эволюции, казалось бы, изменится вся ДНК, но эти отрывки сохраняются и остаются неизменными».
Чтобы выяснить причину такого явления, Хардинг и ее коллеги искали ЭВЭ в геномах 13 видов сумчатых. Они обнаружили ЭВЭ трех вирусных групп – Bornaviridae, Filoviridae, и Parvoviridae – у всех этих животных.
Читайте еще: От воспаления к болезни и депрессии: когда иммунная система подчиняет себе мозг
«Одни из ЭВЭ, которые мы обнаружили – из вирусной семьи Bornaviridae, впервые попавшей в ДНК животных во времена динозавров, когда Южная Америка и Австралия были еще соединены», – говорит Хардинг. Bornaviridae присутствует у опоссумов Америки, так же, как и у сумчатых Австралии.
Удивительно, что некоторые из этих древних вирусных фрагментов по-прежнему транскрибируются в РНК. Часто в клетках транскрипции РНК действуют как заготовки протеинов. Но в данном случае они не переводятся, что делает их не-кодируемой РНК. При этом они не бесполезны. Не-кодирующая РНК используется для различных функций клетки, включая регуляцию транскрипции РНК среди других генов.
В числе прочих функций, она также важна для иммунной защиты от вирусов у растений и беспозвоночных. У летучих мышей также есть весьма значительный набор этих ископаемых вирусных фрагментов.
Изучая коал, исследователи обнаружили, что некоторые ЭВЭ действительно транскрибируются в маленькие молекулы РНК.
«Это предполагает, что эта защитная система РНК, которая, как раньше считалось, утеряна у млекопитающих в пользу системы интерферонов, все еще активна и защищает клетки сумчатых», – пишут Хардинг и ее коллеги.
Поскольку сумчатые проводят большую часть развития в материнской сумке, некоторые рождаются даже с недоразвитыми костями, не говоря уже о полностью функционирующей иммунной системе. Так что эта антивирусная защита может быть жизненно важна для сумчатых.
«Это может быть механизм, подобный вакцинации, но передающийся через поколения. Удерживая вирусный остаток, клетка иммунизируется против будущих инфекций», – говорит Хардинг.
Возможно, также происходит и у других животных, включая людей, говорят исследователи.