Віруси виявилися причиною вродженого імунітету людини

Генетики з університету Юти виявили, що багато ділянок ДНК, які регулюють активність генів, котрі беруть участь у природженому імунітеті, є ендогенними ретровірусами. Результати дослідження опубліковані в журналі Science.

Вчені використовували кілька ліній клітин людини, в тому числі клітин HeLa, отриманих в 1951 році з ракової пухлини Генрієтти Лакс. Клітини обробляли гамма-інтерфероном, який активує регуляторні білки. Ті, в свою чергу, зв'язуються з певною ділянкою ДНК - енхансером - і збільшують активність генів, що беруть участь в імунній реакції.

Енхансер може перебувати всередині транспозона - ділянки ДНК, яка здатна до пересування і розмноження в межах генома. При цьому деякі транспозони відносяться до ендогенних ретровірусів. За допомогою методу ChIP-секвенування, який дозволяє визначити місце зв'язування білка з ДНК, вчені змогли зрозуміти, які транспозони зв'язуються з білками, активованими інтерфероном.

Генетики визначили 27 сімейств транспозони, які можуть нести в своїй послідовності місця посадки для регуляторних білків. При цьому 20 з них походили від ендогенних ретровірусів. Наприклад, сімейство MER41 - віруси, які відносяться до роду гаммаретровірусов, з'явилися в геномі предків людини 45-60 мільйонів років тому і стали причиною появи більш семи тисяч транспозон. MER41 включає в себе кілька підродин і є джерелом близько тисячі ділянок зв'язування таких регуляторних білків, як STAT1 і IRF1.

Ще один ендогенний ретровірус - MER41.AIM2 - розташовується поруч з геном AIM2, який кодує білок, що розпізнає чужорідну ДНК і активує запальну реакцію. Вчені також виявили в ньому місце посадки STAT1. За допомогою системи CRISPR-Cas9, яка дозволяє редагувати ДНК, генетики видалили MER41.AIM2, в результаті чого ген AIM2 перестав бути активним.

Геномний аналіз дозволив визначити, що гаммаретровіруси зустрічаються також у лемурообразних, кажанів, хижаків і парнокопитних. Це свідчить про те, що на еволюцію вродженого імунітету могли незалежно вплинути різні ендоретровіруси. Щоб перевірити цю гіпотезу, вчені вивчили послідовність ендоретровіруса RLTR30B. Цей генний елемент зустрічається тільки у мишей, у яких в геномі відсутня сімейство MER41. У RLTR30B також виявилися місця посадки STAT1.

Ендогенні ретровіруси також могли призвести до появи плаценти. Як показали дослідження, ген Peg10, який необхідний для нормального розвитку плаценти, схожий за своєю структурою на ретротранспозон Sushi-ichi.