Вирусные "окаменелости" в нашей ДНК могут помочь нам бороться с инфекцией

До 100 000 видов древней вирусной ДНК живут среди наших генов, но их функции, если таковые имеются, до сих пор неясны. Новое исследование предполагает, что некоторые из этого чужеродного генетического материала могут повысить нашу иммунную систему и даже защитить нас от других вирусов.

Когда тип вируса, известный как ретровирус заражает клетку, он преобразует его РНК в ДНК, которая может затем стать частью хромосомы человека. Время от времени, когда ретровирусы заражают сперму и яйцеклетки и становятся "эндогенными", это означает, что они передаются из поколения в поколение. Эндогенные ретровирусы (ЭРВ) не в состоянии производить новые вирусы, поэтому ученые изначально предполагали, что это были безобидные генетические окаменелости.

Спорные исследования уже давно предположили, что некоторые виды рака, такие как лимфома – это результат того, что ЭРВ мешают нормальной функции гена. Но в последнее время, исследователи предположили, что эти вирусы также могут иметь позитивное влияние. ЭРВ которые, возможно, были унаследованы миллионы лет назад, могут повлиять на гены, важные для функции плаценты и, таким образом, могут улучшить нашу способность переносить беременность. Более того, есть доказательства того, что они играют определенную роль в раннем человеческом эмбрионе, где они могут помочь бороться с инфекционными вирусами. 

В новом исследовании ученые под руководством Эдварда Чыонга, вычислительного биолога из University of Utah in Salt Lake City, выясняли помогают ли нам ЭРВ защитится от паразитов. Они сосредоточились на врожденной иммунной системе - первой линии обороны. В то время как адаптивная иммунная система учится распознавать специфических паразитов и осуществлять нападение на них, врожденная система предварительно запрограммирована начать непосредственные нападения на целые классы паразитов. Ученые просканировали три различные человеческие клеточные линий ЭРВ в их ДНК, которые могут быть связаны с факторами транскрипиции врождённого иммунитета, которые заставляют гены усилить атаку иммунной системы против патогенов. Они обнаружили тысячи ЭРВ.

Исследователи предположили, что, если они удалят эту вирусную ДНК из клетки, транскрипционные факторы, не будут функционировать должным образом, что может привести к нарушению генов, которые участвуют во врожденном иммунном ответе. Используя инструмент для редактирования генов CRISPR, они удалили несколько эндогенных вирусов из клетки ДНК. 

Когда исследователи заразили эти обделённые клетки вирусом коровьей оспы (который может быть связан с оспой), врожденный иммунный ответ у них оказался гораздо слабее, чем у нормальных клеток. Ключевой иммунный белок не вырабатывался и не мог бороться с вирусом. Когда позже исследователи экспериментально добавили гены обратно в клетки, иммунная функция была восстановлена.

«Это новое исследование свидетельствует о том, что древний вирусный элемент помогает нам бороться против инфекции, - говорит Чыонг, - мы продолжим наши исследования теперь на мышах»