• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
705
«Мусор» ДНК – не вирусы, не гены, а новая категория патогенных элементов
Биология
Выделение ВИЧ поверхностью инфицированной клетки. ВИЧ относится к ретровирусам, и есть мнение, что рано или поздно он станет одним из HERVs

«Мусор» ДНК – не вирусы, не гены, а новая категория патогенных элементов

Геном человека содержит не только гены, в которых закодированы функциональные белки, но и некодирующие участки ДНК, назначение которых долгое время оставалось неизвестным. Такая ДНК считалась «мусорной». Со временем выяснилось, что некодирующая часть генома содержит, к примеру, регуляторные последовательности. «Мусором» долго считали и последовательности, представляющие собой бывшие вирусы, встроившиеся давным-давно в геномы предковых видов и составляющие примерно 8-9% нашего генома. За последние десятилетия накапливается все больше доказательств того, что они принимают активное участие в нашей жизнедеятельности, как позитивное, так и негативное

Речь идет о так называемых эндогенных ретровирусах человека (HERVs, human endogenous retroviruses). Ретровирусы, в отличие от ДНК-содержащих вирусов, представляют собой молекулу РНК (а не ДНК), упакованную в «чехол» из белков. Попав в клетку-хозяина, с помощью фермента обратной транскриптазы РНК превращается «назад» в ДНК. «Назад» – потому что обычно наоборот, РНК считывается с ДНК. Встроившись в геном, ретровирусы начинают использовать специальное «оборудование» клетки для своего размножения. 

Ретровирусы на протяжении миллионов лет инфицировали животных, а затем и гоминид. Какая-то часть пораженной вирусами популяции умирала, но другая выживала, приобретая к ним устойчивость. «Проигравшие» вирусы мутировали, становились неактивными, превращались из патогена просто в участки генома. Оказавшись в геноме половых клеток, такой участок передавался следующим поколениям. 

Но даже неактивный ретровирус может влиять на функционирование остального генома, на работу его регуляторных элементов. Некоторые из эндогенных ретровирусов сохранили часть своих функций и даже образовали с организмом человека симбиотические отношения, участвуя в иммунной защите и в формировании плаценты эмбриона. 

К сожалению, случайная реактивация эндогенных ретровирусов под действием таких факторов, как воспаление, мутации, прием некоторых лекарств или заражение другими вирусами может иметь плохие последствия. 

Причины развития многих неврологических заболеваний остаются не до конца понятными, хотя говорится об их многофакторности, о влиянии генетических мутаций, факторов среды... Сейчас накапливается все больше данных о том, что эндогенные ретровирусы могут быть недостающим звеном в понимании причин развития таких заболеваний как рассеянный склероз, боковой амиотрофический склероз и даже шизофрения. 

Самые убедительные доказательства патогенного влияния HERVs получили для рассеянного склероза. Известно, что при этом заболевании иммунная система человека атакует миелиновую оболочку аксонов собственных нервных клеток, но что провоцирует эти атаки, оставалось загадкой.

Ретровирусы впервые связали с рассеянным склерозом еще в 1989 г., но только спустя десятилетия стало понятно, что речь идет о HERVs. Сначала обнаружили, что уровни РНК и белка определенных эндогенных ретровирусов повышены в спинномозговой жидкости пациентов, а также в тканях их головного мозга (при посмертных исследованиях). Затем в экспериментах на мышах было показано, что белки эндогенных ретровирусов вызывают иммунную реакцию против миелина. Подобные же эксперименты показывают связь HERVs с хронической воспалительной демиелинизирующей полинейропатией, а также с прогрессирующей потерей двигательных нейронов при боковом амиотрофическом склерозе. Аналогичные исследования на больных шизофренией пока дают противоречивые результаты. 

Ранее считалось, что в первую очередь эндогенные ретровирусы участвуют в патологических процессах опосредовано, например, активируя воспалительный процесс, но новые данные указывают на более непосредственную роль этих элементов в повреждении нейронов и глии, «служебных» клеток нервной системы. Так в экспериментах на мышах искусственно вызванное повышение экспрессии HERVs вызывало признаки тяжелой нейродегенерации с прогрессирующей моторной дисфункцией, по-видимому, за счет изменения работы клеточных сигнальных путей. 

Важным этапом для понимания влияния эндогенных ретровирусов на неврологические состояния, должна стать проверка воздействия HERVs-нейтрализующих антител на человека. У пациентов с рассеянным склерозом уже начаты клинические испытания антител GNbAC1, нацеленных на белок оболочки одной из таких ретровирусных последовательностей.

Фото: https://commons.wikimedia.org

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!