Вирусите са известни със способността си да причиняват болести, правейки ни слаби и немощни, но тесната им връзка с човешката биология е много по-малко известна. Ретровирусите, които вмъкват генетичния си материал в нашите геноми, за да се копират, оставят след себе си гени, които помагат на нашата имунна система да работи и да оформя развитието на ембрионите и плацентата.
Учените публикуват статия в PLOS Genetics, в която те съобщават, че синцитинът, вирусен протеин, който насърчава образуването на плацента, също увеличава мускулната маса при мъжки мишки. Тези открития могат отчасти да обяснят една дългогодишна мистерия в биологията: защо мъжете от много видове бозайници са склонни да бъдат по-мускулести от женските.
„Веднага след като прочетох това, съзнанието ми започна да очертава възможни последици“, казва еволюционният биолог Арис Кацуракис от Университета в Оксфорд, Великобритания.
Вирусно наследство
Около 8% от 3 милиарда двойки A, T, G и C, които съставляват нашата ДНК, са вирусни детрити. Много от тези вирусни останки са станали безполезни боклуци, но не всички, както показват откритията, направени през последните 15 години.
През 2000 г. учените откриват, че синцитинът, протеин, който насърчава образуването на плацента, всъщност е вирусен протеин, който хората по-късно „заемат“. Първоначално този вирусен протеин позволява на ретровируса да се слее с клетки-гостоприемници, като депозира генома си в сигурно убежище на цитоплазма. Синцитинът е малко по-различен от древната форма на този протеин; тя насочва определени плацентарни клетки да се слеят с клетки в майката на майката, за да образуват външния слой на плацентата.
Последващи проучвания показват, че различните групи бозайници имат различни видове протеин на синцитин, което предполага, че бозайниците многократно са взели назаем ретровирусни протеини и ги преструктурират за развитие на плацентата.
Промоционално видео:
„Страшно е да мислим, че този клетъчен синтез е бил подтикнат от вирус, който сме придобили преди 30 милиона години“, казва Ларс-Инге Ларсон, патолог в Университета в Копенхаген.
Фактор на растеж
Неотдавнашно проучване, ръководено от вирусолога Тиери Хайдман от Френския национален център за научни изследвания (CNRS) във Вилежуиф и Université Paris-Sud в Orsay, разгледа какво се случва, когато синцитин се отстрани от генома на мишката. Отстраняването на двете копия беше фатално, обаче отстраняването на синцитин В и задържането на синцитин А доведоха до това, че мъжкото потомство е малко и крехко. Тези животни са тежали с 18% по-малко от носилки и с двете копия на синцитин.
Първоначално учените смятали, че загубата на синцитин създава увредена плацента, което затруднява растежа на мишките преди раждането. Последвалите открития в други лаборатории показват, че синцитинът е активен в имунните клетки и незрелите мускулни клетки (миобласти), както и в плацентата, така че Хайдман преразгледа хипотезата си.
Зрелите мускулни клетки, той знаеше, са образувани от сливането на множество незрели миобласти. Като се има предвид, че клетъчното сливане участва в двата процеса, Хайдман и неговите колеги предположиха, че синцитинът също може да играе роля в тях. По-нататъшен анализ на предишните данни показа, че намаляването на телесното тегло при мъжки мишки без синцитин В се дължи на намаляване на тяхната мускулна маса. Клетъчните изследвания показват, че мускулите при мъжете без протеин имат 20% по-малко мускулни влакна и броя на ядрата във влакната, отколкото мускулите на недокоснати мъже.
„Бяхме много, много изненадани, че разликите бяха при мъжете, но не и при жените“, казва Хайдман.
Игра с мускули
Последващи експерименти, проведени от екипа на Хайдман, имаха за цел да наблюдават мишовите миобласти, докато те съзряват в мускулни клетки и показаха, че и двата синтетинови гена са активни в този процес и блокирането на протеини намалява сливането на клетките с повече от 40%. Изследванията на клетъчната култура при овце, кучета и хора показват подобно намаляване на функцията на синтез на миобласт, когато учените блокират активността на синтетина.
„Това е първата мощна индикация, че протеините в ретровирусната обвивка играят важна роля извън плацентата“, казва Седрик Фешот, еволюционен биолог от Университета на Юта в Солт Лейк Сити.
Хайдман подчертава, че синтетините не са единствените важни протеини в мускулния синтез и че неговата група все още не знае защо тези протеини стимулират растежа на мускулите при мъжете, но не и при жените. И ако считаме, че синтетиците в мишки са взети от напълно различни вируси от тези при хората, Feshot съветва да не приемаме, че те са еднакво важни за развитието на човешките мускули.
Все пак, казва той, е ясно, че тези вирусни протеини, разпръснати из целия ни геном, са много по-важни, отколкото някой би предположил.
„Това, което виждаме, вероятно е само върхът на айсберга“, казва Фешот.
ИЛЯ КХЕЛ