Международная команда ученых под руководством Корнеллского университета показала, что древние ретровирусы, встроенные в ДНК человека до сих пор способны защищать клетки от новых инфекций. Как показали ученые эти древние ретровирусы наиболее активны в пренатальный период и отлично защищают от инфекций клетки плаценты. Ученые видят свою задачу в том, чтобы активировать эту древнюю защиту и у взрослого человека.
Согласно новому исследованию, вирусная ДНК встроенная в геном человека после древних инфекций, служит отличной противовирусной защитой. Эти древние вирусы производят белки, которые защищают клетки от современных вирусов.
Предыдущие исследования показали, что фрагменты древней вирусной ДНК, так называемые эндогенные ретровирусы, в геномах мышей, кур, кошек и овец обеспечивают иммунитет против современных вирусов, блокируя проникновение в клетки. Пришло время проверить, как эти древние вирусы работают в организме человека. Гипотеза подтвердилась: эндогенные ретровирусы действительно производят защитные белки, но в основном это происходит в эмбриональный и пренатальный периоды. Затем активность древних вирусов значительно снижается.
Исследование особенно важно, потому что оно может показать целый пул природных противовирусных белков, которые позволяют проводить лечение без аутоиммунных побочных эффектов.
Древняя линии обороны
«Результаты показывают, что у нас в геноме есть целый набор белков, которые блокируют многие современные вирусы», — говорит соавтор работы Седрик Фешотт,
Эндогенные ретровирусы составляют около 8% генома человека — это в четыре раза больше ДНК, из которой состоят гены, кодирующие белки.
Ретровирусы вообще работают таким образом: они вводят свою РНК в клетку, преобразуют свою РНК в ДНК и интегрируют эту ДНК в геном клетки-хозяина. Клетка следует генетическим инструкциям ретровирусной ДНК и производит все новые и новые вирусы.
Как правило, ретровирусы заражают клетки, которые не передаются из поколения в поколение, но некоторые ретровирусы заражают зародышевые клетки, - яйцеклетки или сперматозоиды. Тогда ретровирусная ДНК передается от родителей к потомкам и в конечном итоге становится постоянным фрагментом ДНК хозяина.
Долгое время казалось, что древние ретровирусы в геноме не производят белки, то есть механизм экспрессии белков "молчит". Но ученые показали, что это не так. «Мы обнаружили явные доказательства экспрессии, — сказал Фешотт, — многие из ретровирусов экспрессируют на начальных стадиях развития эмбриона и в зародышевых клетках, а часть экспрессирует в иммунных клетках».
Одним из белков, которые производят древние ретровирусы, является Suppressyn: он блокирует точку входа в клетку для целой группы вирусов, называемых ретровирусами типа D. Suppressyn показал высокий уровень экспрессии в плаценте и при раннем эмбриональном развитии человека. Этот белок ретровирусного происхождения защищает развивающийся эмбрион.
Дальнейшие исследования должны показать какие еще белки производятся ретровирусами и почему эти фрагменты генома фактически отключаются по мере взросления человека. Такие мощные защитные средства очень бы пригодились и взрослому организму.