Испанские ученые выяснили, что белок ретровируса MERVL, закодированного в геноме мышей, способствует переходу клеток зародыша к плюрипотентности. Такие клетки способны дать начало специализированным клеткам разных типов, которые впоследствии формируют ткани. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Как минимум 8% генома человека состоит из генетического материала вирусов. Изначально считалось, что это так называемая «мусорная ДНК», которая не несет никакой информации и смысла. Однако в последние годы становится ясно, что эндогенные вирусы, находящиеся в геноме животных, не просто не вредны, но и способствовали появлению важных черт животных. Например, благодаря белкам эндогенных ретровирусов, таких как SUPYN и Arc, у животных появились плацента и высшие когнитивные функции.
Испанские ученые выяснили, что эндогенный ретровирус способствует и эмбриональному развитию животных. При оплодотворении яйцеклетки образуется зигота, которая сначала является тотипотентной. Это значит, что она способна дать начало любой клетке в организме. Однако по мере развития зигота теряет тотипотентность, и клетки зародыша становятся плюрипотентными. Они могут превратиться в клетки трех зародышевых листков, которые впоследствии лягут в основу тканей организма. Молекулярный механизм такого перехода от тотипотентности к плюрипотентности до сих пор не был понятен. Теперь ученые узнали, что в этом механизме задейстован белок URI1. При отсутствии гена, кодирующего этот белок, эмбрион даже не может развиться. Одна из функций URI1 — это активация факторов OCT4 и SOX2, которые нужны для плюрипотентных клеток. Соответственно, если URI1 отсутствует, то в клетке не работают и факторы плюрипотентности OCT4 и SOX2, так что она остается тотипотентной. При этом на действие белка URI1 влияет белок MERVL-gag, который раньше был оболочкой эндогенного ретровируса.
Исследователи выяснили, что, когда зигота состоит всего из двух тотипотентных клеток, в них активно вырабатывается белок MERVL-gag. Он связывается с белком URI1, не давая ему взаимодействовать с другими молекулами. По мере развития уровень MERVL-gag снижается, поэтому URI1 высвобождается. Тогда он может связаться с OCT4 и SOX2, активируя их. После этого клетка становится плюрипотентной.
Таким образом, оказалось, что эндогенные ретровирусы участвуют в раннем эмбриональном развитии. Благодаря действию белка MERVL-gag обеспечивается плавный переход от тотипотентности клеток зародыша к их плюрипотентности, что впоследствии приводит к развитию более сложного организма.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
