Коалы помогли ученым выяснить, как ДНК защищается от ретровирусов — Naked Science
7 минут
Max Koval

Коалы помогли ученым выяснить, как ДНК защищается от ретровирусов

Специальный механизм в зародышевых клетках позволяет «приручить» ретровирусную инфекцию.

Коала
Коала

Изучение вируса коал позволило ученым из США и Австралии обнаружить новую форму «геномного иммунитета». Статья о результатах работы опубликована в журнале Cell.

Ретровирусы — семейство РНК-содержащих вирусов, таких как ВИЧ или вирус кошачьей лейкемии. Их общая особенность — использование механизма обратной транскрипции для своего размножения. Фермент обратная транскриптаза синтезирует одну нить ДНК на матрице вирусной РНК, а затем достраивает вторую комплементарную нить. Получившаяся двунитевая ДНК встраивается в геном клетки-хозяина и впоследствии служит матрицей для синтеза вирусной РНК.

Ретровирусы обычно не заражают зародышевые клетки (яйцеклетки или сперматозоиды) и поэтому не передаются из поколения в поколения. Но как минимум несколько раз в ходе человеческой эволюции подобное заражение все же происходило. Об этом свидетельствует тот факт, что восемь процентов человеческого генома имеет вирусное происхождение. Подобные инвазии в геном могут быть полезными: например, от вирусов мы получили ген, необходимый для формирования плаценты.

Процесс ретровирусной инфекции в клетках зародышевой линии у млекопитающих пока что изучен плохо. Помочь в прояснении его механизмов смог KoRV-A — ретровирус, распространяющийся в дикой популяции австралийских коал и обуславливающий восприимчивость организма животных к прочим инфекциям и раку. Пути передачи KoRV-A между коалами в основном такие же, как и у других вирусов. С одним отличием: этот ретровирус способен заражать зародышевые клетки, и большинство диких коал рождаются с таким патогеном как частью генома.

«Стандартный» и «адаптивный» механизмы реакции клетки на экспрессию вирусных генов. Во втором случае экспрессия подавляется при помощи антисмысловых piРНК. / © T. Yu, B. S. Koppetsch, S. Pagliarani et al.
«Стандартный» и «адаптивный» механизмы реакции клетки на экспрессию вирусных генов. Во втором случае экспрессия подавляется при помощи антисмысловых piРНК. / © T. Yu, B. S. Koppetsch, S. Pagliarani et al.

Изучая инфицирование KoRV-A зародышевых клеток коал, исследователи обнаружили, что эти клетки способны распознавать нуклеиновые кислоты вирусов на определенном этапе их жизненного цикла и подавлять инфекцию. «Мы обнаружили врожденную иммунную систему генома, которая может отличать генетический материал от ваших генов», — объясняет Уильям Тюркауф, специалист по молекулярной медицине и один из авторов работы.

Геномы многоклеточных организмов включают в себя некодирующие участки — интроны. После того как на матрице ДНК синтезируется комплементарная ей РНК, интроны вырезаются из продукта синтеза для получения функциональной матричной РНК — этот процесс называется сплайсингом. У ретровирусов тоже есть интроны, которые вырезаются, чтобы сделать возможным синтез белков вирусной оболочки для последующей сборки вирусных частиц.

Однако вирусам необходимо производить и несплайсированную РНК, из которой интроны не удалены, — она необходима для репликации. Зародышевые клетки распознают такую РНК и разрезают ее на так называемые piРНК. Это малые некодирующие нуклеиновые кислоты, которые могут комплементарно связываться с транскриптами вирусной ДНК и таким образом блокировать сборку вирусных частиц.

«Через то, что мы видим у коал, прошел каждый организм на планете. Животные заражаются ретровирусами, которые попадают в клетки зародышевой линии. Эти вирусы размножаются и внедряются в хромосомы, изменяя организацию и функцию генома хозяина, и процесс продолжается, пока клетка-хозяин не приручит захватчика», — подытоживает Чжипин Вэн, соавтор работы, специалист по биоинформатике и интегративной биологии. В дальнейшем ученые хотят провести дополнительные эксперименты, чтобы разобраться в механизмах распознавания чужеродного генетического материала.

Ранее ученые выяснили, как вирус бешенства попадает в мозг, и обнаружили вирус, который делает людей глупее.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 21:19
5 минут
Мария Кривоченко

Попав в пасть лягушки, жуки обычно погибают. Хотя земноводные не могут перемолоть их зубами, как это делают млекопитающие, желудочный сок разъедает большинство насекомых. Однако водолюбы смогли выжить и выбраться наружу через кишечник без повреждений.

Вчера, 18:50
5 минут
Мария Кривоченко

Группа археологов обнаружила шкатулку с артефактами на дне озера Титикака. В ней оказались фигурки из раковины моллюска и золота, которые инки считали очень ценными. Ученые полагают, что находка — часть жертвоприношения богам воды или плодородия.

Вчера, 11:44
6 минут
Денис Гордеев

Соседняя планета, скорее всего, была покрыта толстым слоем льда, что в корне противоречит принятым ныне концепциям.

Позавчера, 09:31
5 минут
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

2 августа
2 минуты
Илья Ведмеденко

Сегодня, в 20:00 (мск), должен состояться 150-метровый «прыжок» демонстратора технологий космического корабля Starship. Трансляцию вы сможете посмотреть на нашем сайте.

2 августа
34 минуты
Александр Березин

На планете разворачивается новая лунная гонка. Российская космическая отрасль пытается обозначить участие в ней, патентуя многопусковой полет к спутнику Земли. Очевидно, что это лишь суррогат сверхтяжелых ракет, которых мы пока не строим. США, напротив, активно разрабатывают сразу два сверхтяжа – но и там не все гладко. Их лунная программа может испытать сильнейший удар в ближайший год. Скептики считают, что усилия всех участников гонки бесполезны. Мол, пилотируемые полеты к другим небесным телам не нужны, ибо дороги. Автоматы смогут все сделать намного дешевле. На деле лунная программа, как мы покажем ниже, не дороже полетов к МКС. Да и автоматы не дадут нам ничего подобного результатам пилотируемой лунной экспедиции. Попробуем разобраться почему.

6 июля
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: