Древний ретровирус шимпанзе помог выявить важный ген для мозга

Исследования, проведенные молекулярными биологами из Швеции и США с использованием древнего ретровируса шимпанзе, привели к открытию уникального участка генома приматов — гена LINC00662, который имеет важное значение для эволюции человеческого мозга. Об этом сообщает издание Самара онлайн 24.

Согласно информации от пресс-службы Лундского университета, ген LINC00662 активен в трехмерных культурах человеческих нейронов, но не проявляет активности в аналогичных клетках шимпанзе. Это связано с тем, что древний ретровирус PTERV1, уникальный для шимпанзе, подавляет функционирование этого гена в нейронах высших приматов, как отметила научный сотрудник университета Патрисия Гердес.

Гердес и ее коллеги подчеркивают, что геномы человека и шимпанзе совпадают на девяносто девять процентов, однако их нервные системы развиваются по-разному и сталкиваются с различными проблемами в старости. Это затрудняет использование приматов для изучения болезней и понимания того, как человек развил способность к членораздельной речи и мышлению. Также это указывает на наличие не только генетических, но и эпигенетических факторов, влияющих на развитие нервной системы.

Исследование древнего ретровируса PTERV1, который начал размножаться в геноме предков шимпанзе примерно от одного с половиной до пяти миллионов лет назад, стало важным шагом для ученых. В ДНК шимпанзе обнаружено сто пятьдесят копий этого вируса, что указывает на его продолжающееся распространение по геному.

Часть копий PTERV1 расположена в девятнадцатой хромосоме шимпанзе, играющей важную роль в развитии мозга и нервной системы. Это побудило ученых исследовать, как внедрение PTERV1 в этот участок генома влияет на работу соседних участков ДНК. Для этого они создали миниатюрные модели мозга человека и шимпанзе из стволовых клеток и сравнили активность генов.

Сравнение показало, что вирус подавляет работу ранее неизученного гена LINC00662, который активно функционирует в клетках мозга человека. Подавление этого гена приводит к снижению количества формируемых нервных окончаний и замедлению развития нервной системы. Данный участок ДНК особенно активен в человеческом зародыше на седьмой-одиннадцатой неделе, когда нервная система быстро развивается.

В зародыше шимпанзе этот ген не активен, так как его чтение блокируется эпигенетическими метками из-за соседства с одной из копий PTERV1. Ученые предполагают, что в ДНК людей и приматов могут быть и другие примеры вмешательства древних вирусов в эволюцию и развитие человеческого мозга, что могло привести к уникальным особенностям нервной системы и ее заболеваниям.