Развитие эмбриона возникло из-за древних вирусов

Ученые Испанского национального центра исследования рака выяснили, что определенные вирусы, заразившие первые многоклеточные организмы, сыграли важную роль в возникновении эмбрионального развития. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Известно, что генетический материал эндогенных ретровирусов был интегрирован в геномы организмов, что, вероятно, привело к кембрийскому взрыву более 500 миллионов лет назад, когда произошел резкий рост биоразнообразия. Генетические последовательности древних вирусов составляют не менее 8-10 процентов генома человека, и до недавнего времени эти остатки считались мусорной ДНК.

В новой работе было показано, что эндогенный ретровирус MERVL участвует в развитии эмбриона, особенно на определенном этапе перехода от тотипотентности к плюрипотентности. Фрагмент, встроенный в ДНК, тесно связан с работой гена URI, удаление которого блокирует формирование эмбриона. Если URI не действует, то клетка остается в состоянии тотипотентности, когда она может дать начало любой клетке организма. Однако для нормального развития необходим переход к плюрипотентности — возможности превращаться только в клетки зародышевых тканей.

Во время фазы тотипотентности, когда в ооците находится всего две клетки, экспрессия вирусного белка MERVL-gag находится на высоком уровне. Этот белок связывается с URI и блокирует его действие. Однако постепенно уровень вирусного белка MERVL-gag снижается и URI способствует появлению плюрипотентности. Оба генетических фактора необходимы для того, чтобы переход был плавным и стабильным.