Ученые обнаружили необычный пример генетического обмена между человеком и вирусом. Оказалось, что вирус контагиозного моллюска, относящийся к семейству поксвирусов, содержит фрагмент человеческой ДНК, который, предположительно, был заимствован у наших предков около 100 тысяч лет назад.
Исследователи считают, что это первый известный случай использования вирусом человеческого гена, приобретенного на сравнительно позднем этапе эволюционной истории. Они считают, что полученный ген мог помочь патогену эффективнее инфицировать клетки человека и обходить механизмы их защиты.
Речь идет о гене BC200, который обладает необычным свойством. Он умеет побуждать клетки создавать собственные копии и встраивать их обратно в ДНК, пишет Techinsider.
В геноме современного человека ученые обнаружили 178 подобных повторов, появившихся и накопившихся за миллионы лет эволюции. Вероятно, именно эта особенность механизма копирования и стала причиной того, что вирус контагиозного моллюска случайно захватил BC200 и включил его в собственный генетический материал.
Способность вирусов заимствовать фрагменты ДНК своих хозяев известна ученым уже давно. Подобное может происходить во время сбоев, возникающих при размножении вируса внутри зараженной клетки.
Когда патоген заставляет клеточные механизмы создавать новые копии своего генома, в процессе сборки вирусных частиц в них иногда по ошибке попадает участок ДНК организма-хозяина. У бактерий такой механизм может иметь серьезные последствия.
В частности, вирусы, заражающие бактерии, могут переносить между ними гены устойчивости к антибиотикам, способствуя распространению резистентности, но обнаружение человеческого гена внутри вируса стало неожиданностью для исследователей. Биолог Корнеллского университета Седрик Фещотт вместе с коллегами обнаружил BC200 во время анализа баз данных вирусных геномов.
Как отмечает сам ученый, находка оказалась настолько необычной, что он удивился, почему ее не обнаружили раньше: технически поиск такого фрагмента в доступных данных мог занять всего несколько минут. Ген был найден у вируса контагиозного моллюска (ВКМ), представителя семейства поксвирусов и родственника вируса натуральной оспы. ВКМ вызывает характерные узелковые высыпания на коже и способен длительное время существовать в организме человека.
У людей BC200 кодирует молекулу РНК, биологическая роль которой пока изучена не полностью. Вероятно, она связана с регулированием процессов синтеза белков.
За примерно 100 тысяч лет существования в вирусном геноме BC200 успел накопить целый ряд мутаций. Именно изменения в последовательности гена позволили исследователям приблизительно определить время, когда произошло его заимствование.
Особое внимание ученых привлекло то, что за прошедшие тысячелетия BC200 не исчез из генома ни одного из исследованных штаммов вируса. Сохранение гена на протяжении такого длительного времени может говорить о том, что он дает патогену определенное преимущество и играет важную роль в его жизненном цикле.
Во время вирусной инфекции клетки человека включают защитные механизмы, направленные на ограничение распространения патогена. Один из способов борьбы заключается в подавлении работы собственных «белковых фабрик» клетки.
Снижая производство белков, клетка одновременно затрудняет вирусу создание компонентов, необходимых для формирования новых вирусных частиц. Поксвирусы, к которым относится вирус контагиозного моллюска, во время эволюции выработали способы обходить подобные защитные реакции.
Ученые считают, что именно в этом процессе вирусу мог пригодиться заимствованный BC200. Существует вероятность, что патоген приспособил человеческий ген для управления процессами, связанными с производством белков.
В таком случае BC200, который изначально принадлежал человеческому организму, после перехода в вирусный геном начал работать в интересах патогена, помогая ему восстанавливать или поддерживать синтез необходимых белков внутри зараженной клетки. Обнаружение BC200 также заставляет ученых внимательнее взглянуть на масштабы обмена генетическим материалом между вирусами и их хозяевами.
До сих пор подобные заимствования человеческих генов могли оставаться незамеченными, особенно если речь шла о небольших или быстро изменяющихся участках генома. По мнению Седрика Фещотта, случай с вирусом контагиозного моллюска вполне может оказаться не уникальным.
По мере того, как исследователи будут изучать все больше вирусных геномов и сопоставлять их с генетическими последовательностями человека, могут обнаружиться и другие примеры того, как патогены в далеком прошлом присваивали фрагменты ДНК своих хозяев и использовали их для собственной адаптации.
