Geny pradawnych wirusów chronią mózg przed nowymi infekcjami

Geny wirusów, którymi zakazili się nasi przodkowie przed milionami lat, pozostały w ich genomach i zostały przekazane potomkom, w których organizmach pełnią pożyteczne funkcje, chroniąc mózg przed nowymi infekcjami – informuje pismo „Development”.

Prowadząc badania na myszach, dr Fumitoshi Ishino, profesor biologii molekularnej na Tokyo Medical and Dental University w Japonii oraz dr Tomoko Kaneko-Ishino, profesor biologii molekularnej na Tokai University w Kanagawa w Japonii, odkryli, że dwa geny, pozostawione przez infekcję wirusową miliony lat temu, przekazywane z pokolenia na pokolenie w toku ewolucji zmieniły swoje przeznaczenie, aby pomóc w obronie mózgu przed nowymi infekcjami.

Omawiane geny, znane jako retrotranspozonowe Gag-like 5 i 6 (Rtl5/Rtl6), są przenoszone przez prawie wszystkie ssaki i przypominają geny występujące w retrowirusach, takich jak HIV. Naukowcy byli przekonani, że geny te muszą spełniać jakąś ważną funkcję, ponieważ mimo że pochodzą od wirusów, zachowały się w genomie ssaków co najmniej przez ostatnie 120 milionów lat.

Aby dowiedzieć się, co robią te geny, naukowcy musieli wiedzieć, gdzie są aktywne, szukali więc białek Rtl5/6, które są produkowane tylko wtedy, gdy geny są włączone. Odkryli, że Rtl5 i Rtl6 są aktywne w mózgu, w komórkach zwanych mikroglejem, które jako pierwsze reagują na infekcję.

– Nigdy nie spodziewaliśmy się, że Rtl6 i Rtl5 będą funkcjonować w mikrogleju, kiedy rozpoczęliśmy te prace 15 lat temu, a nawet gdy wiedzieliśmy, że Rtl6 jest genem mikrogleju, nie rozumieliśmy jego znaczenia. Nasz „moment eureki” nadszedł podczas usuwania mózgu myszy podczas sekcji. Zdaliśmy sobie sprawę, że jeśli uszkodzimy mózg, możemy aktywować Rtl6 – powiedziała dr Kaneko-Ishino.

Zespół spowodował symulowane infekcje w mózgach myszy, aby przetestować, jak mikroglej wytwarzający Rtl5 lub Rtl6 zareaguje na bakterie lub wirusy. Jak się okazało, mikroglej zawierający białko Rtl6 reagował na bakteriopodobną aktywność, podczas gdy mikroglej z Rtl5 reagował na symulowaną infekcję wirusową. Gdy naukowcy usunęli gen Rtl6, odkryli, że myszy nie były w stanie wyeliminować symulowanych infekcji bakteryjnych, podczas gdy myszy bez Rtl5 nie były w stanie usunąć wirusa, co oznacza, że razem Rtl5 i Rtl6 chronią mózg przed dwoma najbardziej powszechnymi rodzajami infekcji.

Rtl5 i Rtl6 stanowią pierwszy przykład genów pochodzenia wirusowego, których przeznaczenie zostało zmienione w celu ochrony mózgów ssaków przed infekcją. Infekcje wirusowe raczej nie kojarzą się z czymś pozytywnym, jednak przykłady takie jak Rtl5 i Rtl6 pokazują, że wirusowi najeźdźcy mogą na dłuższą metę przynieść korzyści swoim gospodarzom. – Geny nabyte od wirusów są niezbędną częścią naszego genomu, odgrywając różne, zasadnicze role w rozwoju ssaków i ludzi. Uważamy, że możliwe jest rozszerzenie tego pomysłu na geny nabyte od retrowirusów specyficznych dla naczelnych i ludzi, aby pomóc nam zrozumieć ewolucję człowieka – stwierdził dr Ishino.