В геноме человека сохранились следы древних вирусов, которые заражали наших предков миллионы лет назад. Часть таких вставок давно потеряла активность, но некоторые из них со временем оказались полезными для организма и были встроены в его нормальную работу.
Речь идет об эндогенных ретровирусах. Это вирусные последовательности, которые когда-то встроились в ДНК половых клеток или их предшественников, а затем начали передаваться по наследству. По современным оценкам, около 8% человеческого генома состоит именно из таких древних вирусных остатков.
Большинство этих участков сегодня представляют собой генетические следы прошлого. Они сильно изменены, фрагментированы или отключены и больше не могут вести себя как полноценные инфекционные вирусы. Но не все из них оказались бесполезными.
Как пишет SpaceDaily, самым известным примером такой «перенастройки» стали гены syncytin. Изначально они происходят от вирусных генов оболочки, которые у вируса отвечали за слияние с клеткой-хозяином. Позже этот механизм слияния оказался полезен уже самому организму.
У человека белки syncytin участвуют в формировании наружного слоя плаценты, который называется синцитиотрофобластом. Этот слой не состоит из отдельных клеток, а представляет собой общую многоклеточную структуру, возникающую при их слиянии. Именно для такого слияния и используются белки, происходящие от древних вирусных генов.
У людей известны по меньшей мере 2 таких гена — syncytin-1 и syncytin-2. Первый происходит от ретровируса HERV-W, второй — от другой, более древней вирусной вставки. Их роль особенно важна потому, что без правильного формирования плаценты нормальное вынашивание беременности невозможно.
При этом самые прямые доказательства важности таких генов были получены не у человека, а в опытах на мышах. У мышей есть собственные аналоги syncytin, захваченные независимо от других вирусов. Когда ученые отключали один из этих генов, плацентарный слой формировался неправильно, обмен между матерью и плодом нарушался, и эмбрионы погибали на ранних этапах развития.
Для человеческих генов доказательства носят более косвенный, но все же сильный характер. Исследователи видят, что они активно работают именно в плаценте, обладают способностью вызывать слияние клеток в лабораторных условиях и сохраняются в геноме очень долго без разрушительных изменений. Это считается важным признаком того, что ген выполняет полезную функцию и поддерживается естественным отбором.
Интересно и то, что похожие гены находили у многих других млекопитающих. Но это не один и тот же ген, доставшийся всем от общего предка. У приматов, мышей, кроликов, хищных животных, жвачных и морских свинок подобные гены возникали независимо, после отдельных заражений разными ретровирусами. Иными словами, эволюция многократно использовала один и тот же вирусный механизм для решения сходной задачи.
Именно поэтому история с древними вирусами важна не только сама по себе. Она показывает, что геном человека — это не просто набор «собственных» генов, а сложная система, в которой следы древних инфекций иногда превращались в рабочие биологические инструменты. В случае с плацентой такие вирусные остатки, по сути, стали частью механизма, который помогает обеспечивать беременность.
