Ученые раскрыли, как древний вирус шимпанзе блокирует связанный с мозгом ген

Ученые Лундского университета в Швеции обнаружили, что древний вирус, сохранившийся в геноме шимпанзе, способен блокировать работу участка наследственного материала, участвующего в развитии нервной системы. Речь идет о ретровирусе ПТЕРВ1, который подавляет активность гена LINC00662. У человека этот ген работает на ранних этапах формирования мозга, тогда как у шимпанзе его активность практически отсутствует. Об этом сообщается на официальном сайте Lund University.

Исследователи решили установить, почему нервная система человека и шимпанзе развивается по-разному, несмотря на значительное генетическое сходство двух видов.

Особое внимание специалисты уделили древним вирусным последовательностям, которые миллионы лет назад встроились в наследственный материал предков современных шимпанзе. Некоторые из них сохранились в геноме и передаются последующим поколениям.

Одной из таких последовательностей оказался ретровирус ПТЕРВ1. По данным исследования, его распространение в геноме предков шимпанзе происходило несколько миллионов лет назад.

Ученые обнаружили более 150 участков вирусного происхождения, способных влиять на активность соседних генов. Особый интерес вызвала последовательность в 19-й хромосоме, расположенная рядом с геном LINC00662.

Чтобы изучить ее воздействие, специалисты вырастили из стволовых клеток человека и шимпанзе трехмерные структуры, напоминающие развивающуюся мозговую ткань. Такие образования называют мозговыми органоидами.

Сравнение показало, что в человеческих органоидах ген LINC00662 активно работает. В аналогичных моделях, созданных из клеток шимпанзе, его активность не обнаруживалась.

Дальнейшие эксперименты помогли установить причину различий. Ученые удалили вирусную последовательность из клеток шимпанзе с помощью технологии редактирования наследственного материала. После этого ранее подавленный ген снова начал проявлять активность.

Полученный результат подтвердил, что именно присутствие древнего вирусного фрагмента препятствует работе LINC00662.

Исследователи также проверили, какую роль этот ген играет в развитии человеческой нервной ткани. Для этого они искусственно подавили его активность в мозговых органоидах человека.

В результате снизилась активность генов, участвующих в созревании нервных клеток и формировании связей между ними. Кроме того, исследование показало значение LINC00662 для роста отростков нейронов.

Наиболее выраженная активность этого гена в развивающемся человеческом мозге наблюдается на ранних этапах внутриутробного формирования нервной системы.

Авторы работы считают, что древние вирусные вставки могли стать одним из факторов, повлиявших на эволюционные различия между мозгом человека и шимпанзе.

При этом исследование не означает, что особенности человеческого мозга объясняются только одним геном или единственным вирусом. Развитие нервной системы зависит от множества наследственных и регуляторных механизмов.

Ученые намерены продолжить изучение других вирусных последовательностей, сохранившихся в геномах приматов. В дальнейшем специалисты хотят выяснить, могли ли такие участки наследственного материала участвовать не только в эволюции мозга, но и в возникновении некоторых заболеваний нервной системы.

Результаты исследования опубликованы в научном журнале Science Advances.

Может быть интересно:

1. Итальянцы прячут сыр во вчерашний рис и жарят золотистые шарики: разламываешь — а внутри тянутся сырные нити
2. Вчерашнее картофельное пюре больше не разогреваю: добавляю сыр и жарю золотистые палочки с нежной начинкой
3. Турки сначала бросают на сковороду помидоры и перец, а уже потом яйца: получается яичница, которую хочется есть прямо из сковороды
4. Итальянцы сначала варят кашу, потом дают ей застыть и снова жарят: странный способ превращает поленту в хрустящую закуску
5. Японцы не просто жарят яйца на сковороде: сворачивают омлет слой за слоем — получается толстый рулет с нежной серединкой