В то время как мир пытается контролировать растущую пандемию Covid-19, новое исследование показывает, что вирусы также играют ключевую эволюционную роль в способности млекопитающих воспроизводиться и выживать.
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Structural & Molecular Biology, ученые Детского перинатального института Цинциннати (CCPI) и Университета Азабу в Японии получили свои данные, изучая лабораторных мышей и клетки зародышевой линии человека.
В двух отдельных статьях, опубликованных в одном выпуске журнала, они раскрыли два различных и фундаментальных процесса, лежащих в основе транскриптомов зародышевой линии. Они также показывают, что видоспецифические транскриптомы точно настраиваются эндогенными ретровирусами в зародышевой линии млекопитающих.
Транскриптомы зародышевой линии включают всю информационную РНК в клетках зародышевой линии, которые содержат мужскую или женскую половину хромосом, передаваемых в качестве наследственного генетического материала потомству при спаривании видов. Это означает, что транскриптомы зародышевой линии определяют уникальный характер сперматозоидов и яйцеклеток для подготовки к следующему поколению жизни.
Второе исследование включает эндогенные ретровирусы, которые действуют как другой тип энхансеров — регуляторных элементов генов в геноме — для управления экспрессией недавно появившихся генов. Это помогает точно настроить видоспецифичные транскриптомы у млекопитающих, таких как люди, мыши и т. д.
Исследование сочетало биологическое тестирование моделей мышей и клеток зародышевой линии человека с вычислительной биологией, включая полногеномное профилирование регуляторных элементов генов в клетках зародышевой линии. Эти тесты показали, что реорганизация суперэнхансеров по всему геному вызывает всплески экспрессии генов зародышевой линии после того, как половые клетки входят в мейоз, особую форму клеточного деления, которая производит гаплоидный геном половых клеток. Исследование также продемонстрировало молекулярный процесс, посредством которого в половых клетках происходит переключение супер-энхансеров.
По словам ученых, суперэнхансеры регулируются двумя молекулами, которые действуют как переключатели контроля генного взрыва — фактором транскрипции A-MYB и SCML2, критически важным белком, подавляющим образование сперматозоидов. «Из нашего исследования мы узнали, что в В целом вирусы играют важную роль в развитии. В долгосрочной перспективе вирусы оказывают положительное влияние на наш геном и эволюцию формы», — пояснил Намекава.