Биологи нашли в ДНК человека полноценный древний ретровирус

    image

    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».

    Комментарии 43

      +11
      Страшновато от того, что учёные считают "здоровским".
      А особенно понравилась фамилия вирусолога — Гроб (Coffin).
        0
        Что то вроде "спящего агента"?
          +2
          Мне он напомнил. Джона Коффи, как напиток(с)
            +7
            Неправильно воспринимать ученого с гуманистической точки зрения. Ученый — это человек, полностью увлеченный своим делом и если в работу его жизни входит открытие вируса/атомного оружия/клонирования он имеет полное право радоваться своим открытиям ибо эти открытия чаще всего не несут злого умысла изначально.
              +1
              Не все вирусы вредны. Вполне возможно, что этот вирус спасает от каких-то серьезных проблем или дает преимущества в естественном отборе. Так что радость биолога вполне понятна.
                +1
                Учены вообще добряками не являются. Они те еще заразы и эгоисты. Поэтому ради собственной радости готовы хоть всю планету уничтожить. Общался с многими, и те из них, кто являлись на абы кем, а крайне умными людьми как раз к такими и являлись.
              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                  +5
                  Открывает какую-то способность :)
                  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                      +1
                      Учитывая тот факт, что с деплоем что-то никто не спешит — видимо не очень то уж он и полезный :)
                        +2
                        Комиссия по этике раскомментировать не даёт.
                        0
                        Главное чтобы не патч Бармина.
                    +6
                    «Потри человека — найдёшь ретровирус.»
                      +1
                      "… Пришел к выводу что вы, люди, не млекопитающие; есть такой организм на земле со схожими повадками… Знаете какой? Вирусы. <...> Человечество это болезнь, а мы лекарство" — агент Смит
                        0
                        «Жизнь = болезнь материи» Фред Саберхаген, «Берсёркер».
                      0
                      "Кстати, некоторые цивилизации вообще считают человечество опасной формой заразы" — неточная цитата не помню откуда.
                        0
                        © Агент Кей
                          0
                          Только там речь про мышление.

                          >Human thought is so primitive it's looked upon as an infectious disease in some of the better galaxies.
                          +3
                          Интересно, на сколько остатки вирусов важны для животного? С помощью CRISP/CAS9 можно удалять фрагменты генома — если убрать или повредить (в некоторых есть значимые для регуляции места) гены всех транспозонов будет новому животному лучше или хуже? Я думаю, что заметно лучше.
                            +3
                            Изменения в геноме, внесённые вирусами достаточно давно, закрепились в нём при помощи механизма наследственности благодаря тому, что особи с изменённым геномом обладали лучшей выживаемостью по сравнению с остальными. Или, как минимум, не худшей. Таким образом, если «прибить» эти участки кода, то или станет хуже или останется без изменений. Но этот вывод лежит на поверхности, возможно есть более глубокие рассуждения.
                              +5
                              Есть эффект "генетического дрейфа", который позволяет распространиться почти нейтральным мутациям. Кроме того, в геном эукариот гораздо легче происходит вставка, чем выкидывание лишнего, так что транспозоны могут накапливаться несмотря на отбор.
                              Скорее могут возникнуть другие проблемы — остальные гены эволюционировали в присутстрии остатков вирусов и в их отсутствие могут начать работать хуже.
                                +2
                                Первое, что в связи с этим вспомнилось — белки внешнего слоя плаценты оказались вирусного происхождения. То есть — тут не отсутствие вреда, а конкретная польза.
                                  +1
                                  Все подобные примеры НЕ относятся к траснпозонам, как описанный пример в статье. Транспозоны по определению не кодируют вообще никаких белков — не полезных, не вредных. Все что кодирует (даже если когда-то оно и было вирусного или какого-то другого "неестественного" происхождения) считается уже собственными генами человека(человечества) и их нужность/важность под сомнение никто вообще не ставит.
                                  А вот над различными некодирующими участками составляющими большую часть ДНК (транспозоны и неработающие "обрывки" древних вирусов в частности) размышляют — т.к. сами по себе они ничего не делают. Но это не значит что их удаление ни на что вообще не повлияет кроме получение более компактной (и вероятно более стабильной) ДНК — может влиять косвенно, например через экспрессию полноценных (кодирующих) участков ДНК, которая среди прочего зависит от расположения гена в цепочке и взаимного расположения относительно каких-то других генов. И "вырезав" большие куски неработающего кода, можно повлиять на работу оставшихся работающих.
                                  Тут большое отличие от программного кода(с чем постоянно сравнивают) где удаление неработающих участков кода (закоментированных или включенных в цикл/условие, которое никогда не исполняется) никак на работу программы повлиять не может.
                                    0
                                    Лучше тогда аналогия с архивом. Там удаление ненужных данных, прямо в теле архива, испортит частично архив с места удаления и до конца.
                            +2
                            Да, давно пора делать рефакторинг человека
                              +2
                              52. Мужские соски

                              Чем вам не угодили мужские соски?!
                                +1
                                Значит ли ваш коммент, что предыдущие 51 пункт не вызвали особых возражений?
                                  0
                                  Ээ, да неаккуратно как-то, лишний орган
                                    0
                                    Если не считать выкручивание сосков способом коммуникации)
                                  0
                                  Рефакторить некому, вот и находят мертвый код)
                                    0
                                    Тот кто способен найти мёртвый код уже достаточно хорошо понимает систему и либо уже может рефакторить, либо в шаге от этого
                                  0
                                  Учитывая, что так давно заразил, то не факт, что делает что-то плохое. Хотя может и лапши добавил.
                                    +1
                                    Вот те и игра Patient Zero ....
                                      +1
                                      я конечно вопроинимаю фильм "матрица" как религию, но что бы настолько пророчески в этот момент, на счет вирусов ...image
                                        0
                                        А мне «Жизнь Эндера» вспомнилась. Не помню, какая книга, вторая или третья. Там на планете вся биосфера на смертельном для человека вирусе держалась.
                                          +2
                                          Вторая. Десколада.
                                            0
                                            Благодарю за уточнение.
                                              0
                                              Вообще в последующих книгах тоже упоминается.
                                            0
                                            Таким же образом можно модифицировать гены человека, искусственным вирусом. Например, захотел стать блондином, выпил таблетку и новые волосы растут нужного цвета (можно даже светящиеся в темноте).

                                            Пример подобной модификации животных:

                                            https://geektimes.ru/post/209248/

                                            И более важные модификации, например излечение от старости, например за счет удлинение теломеразы и увеличения количества деления клеток (в клетках заложено ограничение на количество делений, к сожалению). Возможен вирус убийца раковых клеток и много чего еще. При массовом производстве таблетки будут почти бесплатные.

                                            И каждое подобное исследование приближает тот момент, когда манипуляция генетическим кодом станет типовой операцией у врача терапевта.
                                              +2
                                              >за счет удлинение теломеразы

                                              за счет удлинения теломер с помощью теломеразы — так будет правильнее
                                              0
                                              не туда
                                                +1
                                                Забавно, как прижилось слово «ретрОвирус». Изначально было «from re(verse) tra(nscriptase)» и имело конкретный смысл, но сорока лет не минуло, и транскрипция поменялась.
                                                  0
                                                  Сейчас смысл тоже конкретный Retrovirus от retro — назад, значит от РНК к ДНК, а не от ДНК к РНК

                                                  Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                  Самое читаемое