Исследователи из Канады и Сингапура обнаружили в человеческом геноме остатки ДНК древнего вируса, без которых невозможна дифференциация стволовых клеток в различные типы живых тканей.
В статье, опубликованной в издании Nature Structural and Molecular Biology, ученые описывают процесс удаления фрагмента ДНК древнего вируса из стволовых клеток человека. Это отключение приводит к тому, что стволовые клетки перестают быть плюрипотентными, то есть не могут превращаться в различные типы клеток, присутствующие в организме человека. Судя по всему, ученые обнаружили важную часть процесса превращения обычных клеток в плюрипотентные. Это открытие может дать мощный толчок развитию регенеративной медицины.
Человеческая эмбриональная клетка в клеточной культуре. Без остатков ДНК древнего вируса эта клетка способна превращаться лишь в фибробласты, то есть соединительную ткань
Все клетки в организме человека начинаются со стволовых клеток, обладающих свойством плюрипотентности. Ученые до сих пор не знают, каким образом стволовая клетка «выбирает», в какой тип клетки превратиться. Когда эта тайна будет раскрыта, врачи смогут лечить множество заболеваний, включая регенерацию поврежденных конечностей.
Ученые в курсе того, что в ДНК человека присутствует вирусный генный материал – это результат ретровирусных инфекций миллионы лет назад. Ретровирусы воспроизводятся, вводя свою собственную ДНК в ДНК хозяина, и если это происходит в половых клетках, то вирусная ДНК в конечном счете передается потомству. До сих пор ученые полагали, что вирусная ДНК — это просто «мусор», который не выполняет никаких важных функций. Однако теперь ясно, что по крайней мере один тип вирусной ДНК, так называемый HERV-H, выполняет важную роль в плюрипотентности.
В ходе экспериментов, ученые вводили в человеческие клетки небольшое количество модифицированной РНК, которая подавляла HERV-H. Оказалось, что это лишает стволовые клетки способности превращаться в любые клетки человеческого организма, они превращались лишь в фибробласты, то есть клетки, находящиеся в соединительной ткани. Более тщательное изучение этого явления показало, что подавление HERV-H вызывает снижение выработки белков, необходимых для плюрипотентности. Таким образом, у людей существует остаток вирусной ДНК, без которой нормальное развитие человеческого организма невозможно.
Возможно, и другие «мусорные» участки вирусных геномов играют не менее важную роль в организме человека. Это больше, чем мусор, оставшийся от инфекций. Вирусы серьезно повлияли на эволюцию живых существ, исследования в данной области могут решить множество прикладных задач, вплоть до радикального продления жизни человека.
Кусок вирусной ДНК HERV-H позволяет человеческим стволовым клеткам превращаться в различные типы живых тканей.
Источник: НАУКА И РАЗРАБОТКИ
