Vīrusi ir bēdīgi slaveni ar spēju izraisīt slimības, padarot mūs vājus un vājus, taču viņu ciešā saistība ar cilvēka bioloģiju ir daudz mazāk zināma. Retrovīrusi, kas ievieto savu ģenētisko materiālu mūsu genomos, lai sevi kopētu, atstāj gēnus, kas palīdz mūsu imūnsistēmai darboties un veido embriju un placentas attīstību.
Zinātnieki ievietoja rakstu PLOS Genetics, kurā viņi ziņoja, ka sincitīns - vīrusu olbaltumviela, kas veicina placentas veidošanos, palielina arī muskuļu masu peļu tēviņiem. Šie atklājumi daļēji var izskaidrot ilgstošu noslēpumu bioloģijā: kāpēc daudzu zīdītāju sugu vīrieši mēdz būt muskuļotāki nekā mātītes.
“Tiklīdz es to izlasīju, mans prāts sāka skicēt iespējamās sekas,” saka evolūcijas biologs Aris Katsurakis no Oksfordas Universitātes, Lielbritānijā.
Vīrusu mantojums
Apmēram 8% no 3 miljardiem A, T, G un C pāru, kas veido mūsu DNS, ir vīrusu detrīts. Daudzas no šīm vīrusu atliekām ir kļuvušas par nelietderīgu junk, taču ne visas, kā liecina pēdējos 15 gados veiktie atklājumi.
2000. gadā zinātnieki atklāja, ka sinkitīns, olbaltumviela, kas veicina placentas veidošanos, faktiski bija vīrusu olbaltumviela, kuru cilvēki vēlāk "aizņēmās". Sākumā šis vīrusa proteīns ļāva retrovīrusam saplūst ar saimnieka šūnām, noguldot tā genomu drošā citoplazmas patvērumā. Sinkitīns nedaudz atšķiras no šī proteīna senās formas; tas novirza noteiktas placentas šūnas saplūst ar mātes mātes šūnām, veidojot placentas ārējo slāni.
Turpmākie pētījumi parādīja, ka dažādām zīdītāju grupām ir dažādi sincitīna olbaltumvielu veidi, kas liecina, ka zīdītāji atkārtoti ir aizņēmušies retrovīrusu olbaltumvielas un pārkārtojuši tos placentas attīstībai.
Reklāmas video:
“Ir biedējoši domāt, ka šo šūnu saplūšanu pamudināja vīruss, ko mēs ieguvām pirms 30 miljoniem gadu,” saka Kopenhāgenas Universitātes patologs Lars-Inge Larsson.
Augšanas faktors
Nesen veiktā pētījumā, ko vadīja virusologs Tjerijs Heidmans no Francijas Nacionālā zinātniskās pētniecības centra (CNRS) Villejuifā un Université Paris-Sud Orsijā, tika apskatīts, kas notiek, kad no peles genoma tiek noņemts sinkitīns. Abu kopiju noņemšana bija liktenīga, tomēr sinkitīna B noņemšana un sincitīna A aizturēšana vīriešu kārtas pēcnācējiem bija maza un trausla. Šie dzīvnieki svēra par 18% mazāk nekā metieni ar abām sinkitīna kopijām.
Zinātnieki sākotnēji domāja, ka sinkitīna zaudēšana rada bojātu placentu, kas apgrūtināja peļu augšanu pirms dzimšanas. Turpmākie atklājumi citās laboratorijās parādīja, ka sinkitīns bija aktīvs imūnās šūnās un nenobriedušās muskuļu šūnās (mioblastos), kā arī placentā, tāpēc Heidmans pārskatīja savu hipotēzi.
Viņš zināja, ka nobriedušas muskuļu šūnas tika izveidotas, saplūstot daudziem nenobriedušiem mioblastiem. Ņemot vērā, ka abos procesos ir iesaistīta šūnu saplūšana, Heidmans un viņa kolēģi ierosināja, ka sincitīnam arī var būt nozīme tajos. Iepriekšējo datu turpmāka analīze parādīja, ka peļu tēviņu bez sinkitīna B ķermeņa svara samazināšanās bija saistīta ar viņu muskuļu masas samazināšanos. Šūnu pētījumi parādīja, ka vīriešu muskuļos bez olbaltumvielām bija par 20% mazāk muskuļu šķiedru un kodolu skaita šķiedrās nekā neskartu vīriešu muskuļos.
“Mēs bijām ļoti, ļoti pārsteigti, ka atšķirības bija vīriešiem, bet ne sievietēm,” saka Heidmans.
Spēlē ar muskuļiem
Turpmāko Heidmana komandas veikto eksperimentu mērķis bija novērot peļu mioblastus, kad tie nobriest muskuļu šūnās, un parādīja, ka abi sintezīna gēni ir aktīvi šajā procesā, un olbaltumvielu bloķēšana samazina šūnu saplūšanu par vairāk nekā 40%. Šūnu kultūras pētījumos ar aitām, suņiem un cilvēkiem ir parādīts līdzīgs mioblastu saplūšanas funkcijas samazinājums, kad zinātnieki bloķēja sinticīna aktivitāti.
“Šī ir pirmā spēcīgā norāde, ka retrovīrusu aplokšņu olbaltumvielām ir liela nozīme ārpus placentas,” saka Sedriksitijas Jūtas Universitātes evolūcijas bioloģe Cedric Feshot.
Heidmans uzsver, ka sinticīni nav vienīgie svarīgākie proteīni muskuļu saplūšanā un ka viņa grupa joprojām nezina, kāpēc šie proteīni stimulē muskuļu augšanu vīriešiem, bet ne sievietēm. Un, ja mēs uzskatām, ka pelēm sinticīni tiek ņemti no pilnīgi atšķirīgiem vīrusiem nekā cilvēkiem, Feshot iesaka neuzskatīt, ka tie ir vienlīdz svarīgi cilvēka muskuļu attīstībā.
Tomēr viņš saka, ka ir skaidrs, ka šie vīrusu proteīni, kas izkaisīti pa visu mūsu genomu, ir daudz svarīgāki, nekā kāds būtu uzminējis.
"Tas, ko mēs redzam, iespējams, ir tikai aisberga redzamā daļa," saka Feshot.
ILYA KHEL
