Враг стал союзником: гены древних вирусов защищают мозг от новых инфекций

Японские ученые выяснили, что вирусы, проникшие в мозг мыши миллионы лет назад и оставившие там свой генетический след, сыграли важную роль в эволюции животных. У людей может быть так же.
От обычной простуды до COVID-19 – вирусы оказывают огромное влияние на нашу повседневную жизнь. Ученые считают, что вирусные инфекции, появившиеся миллионы лет назад, повлияли на нашу эволюцию. Дело в том, что гены вирусов были включены в ДНК инфицированного хозяина и затем передавались из поколения в поколение, с течением времени развивая различные функции. В исследовании, опубликованном в журнале Development, доктор Фумитоши Ишино, профессор молекулярной биологии Токийского медицинского и стоматологического университета, и доктор Томоко Канеко-Ишино, профессор молекулярной биологии Токайского университета в Канагаве, обнаружили, что два гена мыши, оставленные вирусной инфекцией миллионы лет назад, эволюционировали, чтобы помочь защитить мозг от новых инфекций.
Гены, известные как "ретротранспозон Gag-like" 5 и 6 (Rtl5/Rtl6), есть почти у всех млекопитающих, и они похожи на гены, найденные в ретровирусах, таких как ВИЧ. Исследователи давно предполагали, что Rtl5 и Rtl6 делают что-то важное, поскольку они сохраняются в геноме млекопитающих по крайней мере в течение последних 120 миллионов лет. Чтобы прояснить роль этих генов, ученым нужно было узнать, в каких случаях они активизируются. Исследователи обнаружили, что Rtl5 и Rtl6 включаются в мозге в клетках под названием микроглия, которые действуют как "первые ответчики" на инфекцию.
"Мы не думали, что Rtl6 и Rtl5 будут функционировать в микроглии, когда начали эту работу 15 лет назад. И даже когда мы узнали, что Rtl6 является микроглиальным геном, мы не понимали его значения, – рассказывает доктор Канеко-Ишино. – Наш "момент эврики" наступил во время препарирования, когда доктор Ишино осторожно удалял мозг мыши. Мы поняли, что если вместо этого повредить мозг, то можно активировать Rtl6".
Команда сымитировала инфекции в мозге мышей, чтобы проверить, как микроглия, вырабатывающая Rtl5 или Rtl6, будет реагировать на бактерии или вирусы. Они обнаружили, что микроглия, содержащая белок Rtl6, реагировала на имитацию бактерий, а микроглия с Rtl5 реагировала на имитацию вирусной инфекции. Кроме того, когда исследователи удалили ген Rtl6, они обнаружили, что мыши не могли уничтожить имитированные бактериальные инфекции, в то время как грызуны без Rtl5 не могли избавиться от имитаторов вирусов. Это означает, что Rtl5 и Rtl6 вместе защищают мозг от двух наиболее распространенных типов инфекций.
Это первый пример генов вирусного происхождения, которые были перепрофилированы для защиты мозга млекопитающих от инфекций. По словам ученых, исследование демонстрируют, что вирусные захватчики могут в долгосрочной перспективе приносить пользу своему хозяину.
"Гены, переданные вирусами, являются важной частью нашего генома, играя различные роли в развитии млекопитающих, – говорит доктор Ишино. – Мы считаем, что эту идею можно распространить и на гены, принесенные ретровирусами приматам и людям ". По мнению ученых, дальнейшие исследования этой темы могут внести свой вклад в понимание эволюции человека.
Редактор: Софья Люттер