Новое исследование показывает, что вирусные элементы генома человека играют роль в функционировании врожденного иммунитета.
В нашей ДНК сохраняются следы древних вирусных инфекций, которым подверглись далекие предки человека. Обычно после того, как так называемые ретровирусы проникают в клетку, по образцу их молекулы РНК строится цепочка ДНК, которая встраивается в хромосомы клеточного ядра. Если вирусная инфекция побеждается организмом и экспрессия генов с вирусной ДНК прекращается, цепочка превращается в неработающий фрагмент генома. Если такое заражение произошло в половой клетке, то ДНК вируса передастся потомкам данного организма. В дальнейшем она передается из поколения в поколения, сохраняясь в структуре хромосомы. Подобные части генома называют эндогенными ретровирусами. У человека они составляют до 8 % генома.
Недавние исследования позволили заподозрить, что эндогенные ретровирусы не столь безобидны, как казалось. Была замечена их связь с некоторыми типами лимфом. Но в других случаях эндогенные ретровирусы приносят нам ощутимую пользу. Так, ретровирус, приобретенный, возможно, миллионы лет назад, играет важную роль в регуляции работы генов, ответственных за формирование плаценты.
В новом исследовании также выявлена польза, приносимая человеку эндогенными ретровирусами. Команда ученых под руководством Эдуарда Чыонга (Edward Chuong) из Университета Юты изучила роль эндогенных ретровирусов в работе врожденного иммунитета – первой линии обороны организма. Если адаптивный иммунитет формируется после проникновения в организм какого-либо патогена (бактерии, вируса, токсина и пр.), поскольку иммунная система учится распознавать его специфические признаки и наносить ответный удар, то врожденный иммунитет реагирует на целые классы патогенов. Он действует быстрее, хотя и менее точно.
Эдвард Чыонг и его коллеги просканировали три линии клеток человека на наличие эндогенных ретровирусов, которые могли бы быть связанными с генами, которые отвечают за активизацию факторов врожденного иммунитета, и обнаружили множество таких ретровирусов. Чтобы подтвердить их роль, исследователи решили удалить ряд эндогенных ретровирусов из генома клеток при помощи инструмента CRISPR. После чего данные клетки были заражены вирусом коровьей оспы. Выяснилось, что в клетках, лишенных вирусных элементов генома, функционирование врожденного иммунитета было серьезно нарушено. Ключевой иммунный белок не синтезировался, поэтому иммунный ответ не возникал. Когда же ученые вернули в геном клеток вирусные фрагменты, ситуация сразу исправилась. В дальнейшем авторы исследования планируют проверить свои наблюдения уже не на клеточных культурах, а в экспериментах с лабораторными мышами.
Исследование опубликовано в журнале Science.
