Древен вирус може да е повлиял на еволюцията

Вирусна следа в ДНК на шимпанзетата изключва ген, активен в човешкия мозък

Древен вирусен остатък в ДНК на шимпанзетата изглежда потиска ген, който е активен в ранното развитие на човешкия мозък. Откритието на учени от университета в Лунд, Швеция, предлага нова следа към въпроса как два близкородствени вида са развили различия в мозъка си.

Изследването е публикувано в научното списание „Science Advances“. То показва как генетичен материал, останал след древна инфекция, може да влияе върху съседни гени милиони години по-късно.

Вирусна следа в ДНК на шимпанзетата

Хората и шимпанзетата споделят по-голямата част от гените си. Това обаче не означава, че гените се използват по един и същи начин при двата вида. В процеса на развитие клетките включват или изключват различни генетични инструкции.

Екипът изследвал гена LINC00662 и вирусен остатък, известен като PTERV1. Той принадлежи към група древни вируси, чийто генетичен материал се е вградил в ДНК на гостоприемниците и впоследствие се е предавал на следващите поколения.

Какво показали мозъчните органоиди

За да проучат връзката между вирусната последователност и гена, изследователите създали от човешки и шимпанзешки стволови клетки малки структури, наподобяващи мозък. Тези органоиди не възпроизвеждат целия мозък, но дават възможност да бъдат изследвани определени аспекти от ранното развитие на мозъчната тъкан.

В човешките мозъчни органоиди генът LINC00662 бил активен, докато в съответните структури на шимпанзетата не функционирал. Тази разлика насочила учените към въпроса дали вирусната ДНК, разположена наблизо, потиска гена.

CRISPR разкрива връзка между вирусния остатък и гена

С помощта на метода за редактиране на гени CRISPR учените премахнали вирусната последователност от клетките на шимпанзетата. След това генът, който преди бил неактивен, започнал да функционира. Резултатът предоставил пряко доказателство, че вирусното включване е участвало в потискането му.

Изследователите провели и обратен експеримент с човешки мозъчни органоиди. Когато изключили LINC00662, активността на други гени, свързани с развитието на нервните клетки и връзките между тях, намаляла.

Какво означава откритието за еволюцията на мозъка

Резултатите показват, че LINC00662 участва в процеси, свързани с ранното развитие на мозъка. Те също така подчертават, че различията в регулацията на гените могат да имат значение дори когато хората и шимпанзетата споделят основни генетични инструкции.

Откритието не означава, че един древен вирус обяснява човешкия интелект или всички разлики между мозъците на хората и шимпанзетата. Еволюцията на мозъка е резултат от множество генетични промени и влияния на околната среда, натрупвани в продължение на милиони години.

Вместо това изследването установява конкретен механизъм, чрез който инфекция от далечното минало може да е повлияла на еволюцията. Учените планират да проучат дали други вирусни остатъци оказват подобно въздействие върху развитието на мозъка.

ДНК съхранява не само информация за наследените характеристики, но и следи от древни срещи с вируси. Някои от тези следи може да продължават да влияят върху начина, по който функционират гените.