Древний вирус мог изменить развитие мозга: открытие шведских ученых

Генетически люди и шимпанзе почти идентичны, но их мозг развивался по-разному. Исследователи из Лундского университета в Швеции предположили, что причина может скрываться в древнем вирусе, который поразил предков шимпанзе миллионы лет назад. Об этом рассказывает издание Вокруг Света.

В журнале Science Advances опубликована работа, авторы которой обнаружили: вирус оставил в ДНК шимпанзе фрагменты, подавляющие ген LINC00662. У человека этот ген активен и играет ключевую роль на ранних этапах формирования мозга.

Речь идет о ретровирусе PTERV1. Он распространился среди шимпанзе несколько миллионов лет назад, а его генетический материал встроился в ДНК и передавался потомкам. Вирусные последовательности со временем оказались в разных участках генома, и их активность подавляется метилированием — механизмом, которым клетки регулируют работу генов.

Чтобы проверить гипотезу, ученые вырастили миниатюрные модели мозга из стволовых клеток человека и шимпанзе. Эти трехмерные структуры, называемые органоидами, воспроизводят процессы раннего развития мозга.

Сравнение показало разительное отличие: в человеческих органоидах ген LINC00662 работал активно, а в моделях шимпанзе был полностью выключен. «В органоидах человека этот ген экспрессировался на высоком уровне, тогда как в органоидах шимпанзе его экспрессия полностью отсутствовала», — отметила Патриция Гердес из Лундского университета.

Затем исследователи применили CRISPR-Cas9, чтобы удалить вирусную последовательность из клеток шимпанзе. После этого ген LINC00662 снова заработал. Гердес подчеркнула: эксперимент подтвердил, что подавление гена вызывает именно вирусная вставка.

Дополнительно выяснилось: при выключении LINC00662 в человеческих органоидах снижалась активность других генов, отвечающих за развитие нервных клеток и связей между ними.

Профессор молекулярной нейрогенетики Йохан Якобссон из Лундского университета отметил, что открытие помогает понять, почему при сходстве генетического материала люди и шимпанзе так сильно различаются. Важен не только набор генов, но и то, какие из них включены и как регулируются.

Ученые предупреждают: древний вирус не объясняет все различия между мозгом человека и шимпанзе. Однако данные указывают на возможную роль вирусных фрагментов в эволюции мозга. Теперь исследователи планируют выяснить, могли ли другие подобные последовательности повлиять на нервную систему и связаны ли они с заболеваниями мозга.