Исследователи из Испанского национального центра исследования рака обнаружили и описали ключевую роль древнего вируса в развитии эмбрионов. Вирусный генетический материал, интегрированный в геном первых многоклеточных существ, обеспечивает переход клеток к плюрипотентности через несколько часов после оплодотворения, когда в яйцеклетке от двух до четырех клеток.
Сразу после оплодотворения яйцеклетка тотипотента путем деления она может дать начало всем типам клеток, включая клетки внезародышевых органов — плаценты и желточного мешка. Но после нескольких стадий деления это свойство утрачивается, и клетки становятся плюрипотентными. Они все еще могут дифференцироваться в любые ткани организма, но уже не во внезародышевые органы.
Исследование показывает, что эндогенный ретровирус MERVL задает темп развития эмбриона, особенно на этапе перехода от тотипотентности к плюрипотентности, и объясняет механизм, благодаря которому это происходит.
Этот механизм активирует ген URI. Несколько лет назад было обнаружено, что если удалить URI у лабораторных животных, эмбрионы даже не смогут развиваться. Исследование показало, что одной из функций URI является обеспечение действия молекул, необходимых для приобретения плюрипотентности. Если URI не действует, то и факторы плюрипотентности не действуют, и клетка остается в состоянии тотипотентности. А URI модулирует эндогенный белок ретровируса MERVL-gag.
Исследователи обнаружили, что во время фазы тотипотентности, когда в ооците всего две клетки, экспрессия вирусного белка MERVL-gag высока; этот белок связывается с URI и предотвращает его действие. Однако постепенно уровни изменяются, так что уровень MERVL-gag снижается и URI может вступить в действие: появляется плюрипотентность.
Интуитивно считалось, что наличие вирусов в геноме не может быть хорошим. Однако в последние годы мы начинаем понимать, что эти ретровирусы, которые эволюционировали вместе с нами на протяжении миллионов лет, выполняют важные функции, такие как регуляция других генов.
Серхио де ла Роса, соавтор исследования
Читать далее:
В Китае построили самую крупную и глубокую лабораторию для поиска темной материи
Рак кишечника теперь можно найти по простому анализу мочи
Последние кадры жизни хамелеона попали на видео: раньше ученые такого не видели
На обложке: Изображение от kjpargeter на Freepik