ŠOKANTNA ISTINA o ljudskom DNK: Virusi su pomogli da nastane čovek

Oko 9% našeg genetskog materijala zapravo su ostaci drevnih virusa koji su „zavladali“ našim precima pre oko pet miliona godina, što je, u evolutivnom smislu, relativno skoro. Dok se deo tih ostataka povezuje s raznim bolestima, drugi su postali toliko sastavni deo ljudskog organizma da bez njih čovek ne bi mogao ni da se razvije u materici. Neki od njih su čak potpuno jedinstveni za vrstu Homo sapiens, navodi „PopularMechanics„.

Najnovija poznata grupa ovih virusnih gena naziva se LTR5Hs. Nastali su posle drevnih virusnih infekcija koje su se pojavile kod zajedničkih predaka ljudi i velikih majmuna, u trenutku kada se ta linija odvojila od majmuna. Ovi humani endogeni retrovirusi (HERVs) nekada su se smatrali bezvrednim „genetskim otpadom“.

Međutim, danas se zna da su to sekvence poreklom od retrovirusa, virusa čiji je genetski materijal sastavljen od RNK. Kada retrovirus zarazi ćeliju, enzim pretvara RNK u DNK, koja se zatim ugrađuje u genom te ćelije.

Biološkinja Rakvel Fujo sa Univerziteta Stanford želela je da otkrije kako ovi relativno „mladi“ geni poreklom od virusa utiču na ključne funkcije razvoja. Njena istraživačka grupa proučavala je ranu fazu razvoja embriona iz matičnih ćelija, poznatu kao blastoid, tj. strukturu koja oponaša blastocistu, stadijum pre usađivanja u zid materice.

Kada je Fujo onesposobila gene LTR5Hs, razvoj blastoidnih struktura se poremetio: srednji sloj tkiva, epiblast, nije uspeo da se formira kako treba.

„Pokazali smo da je aktivnost HERVK LTR5Hs neophodna za formiranje blastoidnih struktura i očuvanje linijske identifikacije ćelija“, navela je Fujo u radu objavljenom u časopisu „Nature“.

„LTR5Hs elementi deluju kao pojačivači, pa njihovo isključivanje ozbiljno utiče na aktivnost gena u epiblastu.“

Epiblast ima ključnu ulogu u razvoju, jer iz njega kasnije nastaje sam embrion. On takođe daje osnovu za rane faze stvaranja posteljice i žumančane kese (hipoblast). Retrovirusni geni HERVs pokazali su visoku aktivnost u oba ova tkiva, a deaktivacija LTR5Hs gena smanjuje broj ćelija u hipoblastu i trophectodermu. Kod formiranja epiblasta, isključivanje LTR5Hs onemogućava aktiviranje gena ZNF729, koji reguliše izražavanje brojnih drugih gena odgovornih za rast embriona. Na taj način se remeti širenje matičnih ćelija koje bi inače postale specifična tkiva.

Fujo veruje da je gen ZNF729 evoluirao tokom razvoja primata. On reguliše stotine drugih gena i vremenom je povećao aktivnost onih koji održavaju osnovne funkcije ćelije, što je ćelijama dalo veću sposobnost razmnožavanja. ZNF729 je možda zamenio stariji mehanizam koji je kontrolisao ćelijsku proliferaciju, postavši neophodan za pravilan razvoj ranih faza embriona pre implantacije, prenosi Nova. 

„Ova zapažanja“, zaključuju istraživači, „pokazuju da evolutivno preoblikovanje mreža genske regulacije može dovesti ne samo do inovacija specifičnih za pojedine vrste, već i do stvaranja novih zavisnosti i ključnih funkcija kod gena koji su se relativno nedavno pojavili.“