Трюк случался несколько раз независимо у животных с челюстями
Древние вирусы действительно действовали нам на нервы, но в самом лучшем смысле.
Один конкретный ретровирус, встроенный в ДНК челюстных позвоночных, помогает активировать выработку белка, необходимого для изоляции нервных волокон, сообщают исследователи 15 февраля в журнале Cell . Такая изоляция, называемая миелином, возможно, помогла сделать возможным быстрое мышление и сложный мозг.
Команда обнаружила, что трюк с ретровирусом был настолько удобен, что он много раз проявлялся в эволюции челюстных позвоночных.
Ретровирусы, также известные как прыгающие гены или ретротранспозоны, представляют собой РНК-вирусы, которые создают свои ДНК-копии для встраивания в ДНК хозяина. Когда-то ученые считали остатки древних вирусов генетическим мусором, но это мнение меняется, говорит нейробиолог Джейсон Шепард, не принимавший участия в исследовании.
«Мы обнаруживаем все больше и больше того, что эти ретротранспозоны и ретровирусы повлияли на эволюцию жизни на планете», — говорит Шеперд из Медицинской школы Спенсера Фокса Экклса Университета Юты в Солт-Лейк-Сити.
Уже было известно, что остатки ретровирусов способствовали эволюции плаценты , иммунной системы и другим важным вехам эволюции человека ( SN: 16 мая 2017 г. ). Теперь они участвуют в выработке миелина.
— это новый трюк. Это открытие является «очень неожиданной и важной демонстрацией… нового типа процесса развития, который стал возможен благодаря этим ретровирусам», — говорит она.
Организмы с позвонками и челюстями, в том числе рыбы, земноводные и млекопитающие, имеют Ретромиелин , но у миног и других бесчелюстных рыб и беспозвоночных его нет. Хотя это могло бы свидетельствовать о том, что ретровирус перешел к общему предку челюстных позвоночных, на самом деле это не так.
Команда обнаружила, что каждый вид, который они исследовали, имел свою собственную версию RetroMyelin , а не родственные версии с некоторыми незначительными изменениями. Эта закономерность предполагает, что ретровирус заразил несколько видов в разное время, но привел к одному и тому же результату — концепция, известная как конвергентная эволюция ( SN: 9/6/13 ).
Непонятно, почему у миног и других бесчелюстных позвоночных нет RetroMyelin . Одна из возможностей заключается в том, что вирусы не заражают миног, говорит соавтор исследования Танай Гош, специалист по вычислительной биологии из Altos Labs. А может быть, вирусы действительно проникли в миног, но не оказались эволюционно полезными и были утеряны.
Для челюстных позвоночных, говорит Маркенскофф-Пападимитриу, наличие основного белка миелина и других компонентов, необходимых для производства миелина, уже на месте, возможно, было важно для использования преимуществ RetroMyelin . «Мы постоянно заражаемся, и некоторые из этих [вирусов] дают эволюционное преимущество». По ее словам , ученые видят истории успеха, в которых RetroMyelin, вероятно, сразу же давал преимущество организму-хозяину и сохранялся.
Обычно исследователей интересуют гены и РНК, которые производят белки. По словам Маркенскофф-Пападимитриу , они отфильтровывают некодирующие РНК — такие, как RetroMyelin , которые не производят белки. Но, отмечает она, ученые все больше признают, что некодирующие РНК также выполняют важную работу ( SN: 7.04.19 ). «Эта статья станет вдохновением для других биологов развития, которые по-настоящему изучат свои данные в поисках ретротранспозонов».