Часть человеческой ДНК неожиданно обнаружили внутри вируса

Исследователи обнаружили в геноме вируса контагиозного моллюска два фрагмента, происходящих из человеческого генетического элемента BC200. Результаты опубликованы в журнале Science. Это необычная находка: BC200 связан с клетками мозга, а его фрагменты каким-то образом оказались внутри вируса, поражающего кожу.

BC200 необычен тем, что не содержит инструкции для производства белка. Вместо этого он создает короткую молекулу РНК, особенно активно работающую в нейронах. Предполагается, что она участвует в регуляции синтеза белков, хотя ее точная функция до сих пор изучена не полностью.

При этом BC200 произошел от так называемого мобильного генетического элемента. Такие последовательности способны копировать себя и вставлять получившиеся копии в новые участки ДНК.

Предшественник BC200 появился у общего предка обезьян и человекообразных приматов примерно 35–55 млн лет назад. Позже, около 40 млн лет назад, этот элемент получил новую клеточную функцию, но при этом сохранил способность перемещаться по геному.

«Как-то эволюции не удалось разделить эти две функции», — отметил молекулярный биолог Корнеллского университета Седрик Фешотт.

Ученые сравнили доступные геномы поксвирусов с последовательностями мобильных элементов и обнаружили два фрагмента BC200 в вирусе контагиозного моллюска. Один из них включает весь участок BC200, происходящий от мобильного элемента Alu, второй оказался короче и неполным.

Речь идет именно о фрагментах, а не о полноценной копии человеческого гена.

На человеческое происхождение указывают несколько обстоятельств. BC200 встречается у человека и близких видов приматов, а вирус контагиозного моллюска в природе известен только как инфекция человека. В других исследованных поксвирусах, включая вирус, поражающий лошадей, подобных последовательностей не нашли.

Анализ также показал, что фрагменты попали в вирус в результате двух отдельных событий.

Исследователи предполагают, что перенос мог произойти с помощью другого мобильного элемента — LINE-1. Он способен создавать молекулярный механизм, который превращает РНК в ДНК и встраивает ее в геном.

У BC200 собственного механизма для такого перемещения нет, поэтому он, вероятно, использовал систему LINE-1. Генетические особенности участков вокруг вирусных вставок согласуются с этой версией, хотя непосредственно сам процесс ученые не наблюдали.

BC200 активно работает в нейронах, но в небольшом количестве присутствует и в клетках кожи. В лабораторных экспериментах заражение вирусом сопровождалось повышением активности BC200 в человеческих фибробластах. Это может создавать условия для переноса, но не доказывает, что исторические события происходили именно во время инфекции.

Ученые также изучили геномы 908 человек и нашли восемь вставок, происходящих от BC200. Они различались по распространенности. Две встречались у представителей разных континентальных групп, еще одна преимущественно у людей африканского происхождения, а остальные были очень редкими. Четыре обнаружили всего у одного человека.

Редкие варианты указывают на то, что BC200 продолжал перемещаться сравнительно недавно. При этом единичная вставка не означает, что она появилась в течение жизни конкретного человека.

Исследователи нашли сотни подобных вставок, характерных для отдельных линий приматов. Это показывает, что способность BC200 перемещаться сохранялась на протяжении миллионов лет.

Пока неизвестно, зачем вирусу понадобились эти фрагменты. Ученые подтвердили, что они могут считываться в РНК, но их функция внутри вируса остается загадкой. Данных о том, что приобретенная последовательность сделала вирус опаснее или наделила его какими-либо «мозговыми» свойствами, нет.

В зоне разлома Кларион-Клиппертон найдено более 11 тысяч неизвестных вирусов

ИИ подсказал биохимикам, как сделать вирус в миллион раз заразнее

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX