Огромни части от нашата ДНК библиотека се състоят от некодиращи гени, които отдавна се считат за „нежелана ДНК“. Последните открития обаче показват, че тези парчета ДНК всъщност имат много цели при бозайниците. Някои помагат за формирането на структурата в нашите молекули на ДНК, така че да могат да бъдат добре опаковани в нашите клетъчни ядра, докато други участват в генната регулация.
Сега изследователи от Университета на Нов Южен Уелс в Австралия са открили друга потенциална цел за тези некодиращи инструкции, в рамките на геномите на торбестите животни. Някои от генните последователности, смятани някога за „боклуци“, всъщност са фрагменти от вируси, оставени заровени в нашата ДНК от инфекция в отдавна забравен предшественик, пише World.
Всеки път, когато ви зарази, има шанс той да остави част от себе си в рамките на вашата ДНК и ако това се случи в яйцеклетка или сперматозоид, то ще бъде предадено през поколенията. Те са известни като ендогенни вирусни елементи (EVE). При хората фрагменти от вирусна ДНК съставляват около 8 процента от нашия геном.
Те могат да осигурят запис на вирусни инфекции чрез нашата еволюционна история, като генетична памет. „Тези вирусни фрагменти са запазени по някаква причина“, казва палеовирологът Ема Хардинг. „В продължение на милиони години на еволюция бихме очаквали цялата ДНК да се промени, но тези вкаменелости се запазват и поддържат непокътнати.“
За да се опитат да разберат защо, Хардинг и колегите му потърсили EVE в геномите на 13 вида торбести, включително тамарския уалаби (Macropus eugeni), тасманийският дявол (Sarcophilus harrisii) и дебелоопашка (Sminthopsis crassicaudata). Те откриват EVE от три вирусни групи – Bornaviridae, Filoviridae и Parvoviridae – във всички животни, включени в пробата.
Тасманийски дявол
„Една от EVE, която открих, е от семейство вируси Bornaviridae, които за първи път са влизат в ДНК на животните по време на динозаврите, когато южноамериканската и австралийската суша все още са били една земя“, каза Хардинг.
Bornaviridae присъства в опосумите на Америка, както и в австралийските торбести. EVA на Bornaviridae са особено разпространени и по-тясно свързани с подобни вирусни вкаменелости, открити при птици и влечуги, отколкото тези, наблюдавани при плацентарни бозайници като нас.
„Преди се смятало, че вирусите на Bornaviridae са се развили преди 100 милиона години“, обяснява Хардинг. „Но тази, която открих в почти всяка торбеста ДНК, която разгледахме, я датира на 160 милиона години.“
Дебелоопашка джудже
Изненадващо, някои от тези древни вирусни фрагменти все още се транскрибират в РНК. Често в клетките транскрипциите на РНК действат като протеинови шаблони. Но в този случай те не се превеждат, което ги прави некодираща РНК. Това не ги прави безполезни. Некодиращата РНК се използва в редица клетъчни функции, включително регулиране на транскрипцията на РНК сред други гени.
Важно е, че този тип РНК се използва за много клетъчни функции, включително регулиране на създаването на РНК, а също така е известно, че допринася за имунната защита срещу вируси в растенията и безгръбначните. Прилепите имат особено голям брой от тези изкопаеми вирусни фрагменти и те са добре известни със своята способност да оцеляват, докато носят смъртоносни вируси, повече от други бозайници.
Тамарски уалаби
Разглеждайки коалите по-подробно, изследователите откриват, че някои от EVE наистина се транскрибират в малки молекули на РНК, за които е известно, че са антивирусни при безгръбначни. „Това предполага възможността на тази защитна система на РНК, за която преди се смяташе, че е изоставена при бозайници в полза на системата на интерферон, която все още е активна и защитава торбестите клетки“, пишат Хардинг и колегите в Microbiology Australia.
Тъй като торбестите преживяват по-голямата част от времето си на развитие в торбичката на майка си, някои се раждат, преди дори да са развили кости, камо ли напълно функционираща имунна система. Така че този вид антивирусна защита може да бъде от решаващо значение, подозира екипът.
„Това може да бъде механизъм, подобен на ваксинацията, но се наследява от поколения насам. Чрез запазване на вирусен фосил клетката се имунизира срещу бъдеща инфекция“, каза Хардинг. „Ако можем да покажем, че се среща при торбести, това може да се случи и при други животни, включително хора.“ Това изследоване е публикувано във Virus Evolution.
