Нелюдське життя всередині вас

Половина вашого генома виникла в результаті інфікування. При несприятливих умовах деякі його частини можуть знову стати смертоносними.

Геном людини містить величезну кількість інформації і близько 22 тис генів, але, строго кажучи, не всі вони належать людині. 8% нашої ДНК складається із залишків стародавніх вірусів, а ще 40% — це повторювані ланцюжка генетичного коду, які, як вважається, також мають вірусне походження. Ці великі вірусні області — більше, ніж еволюційні релікти: вони можуть бути глибоко залучені в широкий спектр захворювань, включаючи розсіяний склероз, гемофілію та бічний аміотрофічний склероз (БАС), а також деякі види деменції і раку.

Темна матерія

Протягом багатьох років біологи погано розуміли, як працює цей зв'язок — настільки погано, що стали називати вірусну частину нашої ДНК темною матерією в геномі. «Вони не знали, що це було і для чого воно було потрібно», — пояснює Моллі Гейл Хеммелл, доцент лабораторії Колд-Спрінг-Харбор. Стало очевидно, що пов'язані з вірусами ділянки генетичного коду не беруть участі в нормальній побудові та регуляції організму. Але як вони сприяють розвитку хвороби?

Стрибаючі гени (Транспозони)

Перша підказка прийшла від генетика-першопрохідника Барбари МакКлінток, яка більшу частину своєї кар'єри пропрацювала в лабораторії Колд-Спрінг-Харбор. У 1940-х роках, задовго до розшифровки генома людини, вона усвідомила, що деякі ділянки нашої ДНК поводяться як інфекція, яка проникла в організм ззовні. Ці фрагменти ДНК можуть переміщатися по геному, скопіювати і вставити себе туди, де вийде. Це надихнуло МакКлінток назвати їх «стрибучими генами». Спочатку її відкриття викликало суперечки, однак у 1983 році вона отримала за нього Нобелівську премію. Пізніше генетики визначили, що стрибаючі гени походять з вірусної частини геному. Багато з цих генів виявляються нешкідливими або навіть корисними. «Але деякі з них — справжні паразити», — каже професор Хеммелл, — ніби інфекції, вбудовані в нашу власну ДНК. Достатньо збою в механізмах, які зазвичай не дозволяють генам стрибати і заподіювати шкоду, щоб дати волю цим шкідникам.

Велика частина досліджень зв'язку між стрибучими генами і хворобами зосереджена на природних молекулах в організмі, які паралізують гени, блокуючи зчитування або копіювання їх послідовностей. В останні роки Хеммелл та ряд інших вчених зосередили свою увагу на колись маловивченому білку TDP-43, який відмінно чіпляється за ділянки ДНК і приховує їх.

Препарати проти ВІЛ пригнічують стрибаючі гени

Аві Нат, клінічний директор Національного інституту неврологічних розладів та інсульту, допоміг привернути увагу до TDP-43 близько десяти років тому. Вивчаючи групу ВІЛ-позитивних пацієнтів з симптомами, подібними бічному аміотрофічному склерозу, Нат виявив, що препарати, які вони брали проти ВІЛ, також покращували їх симптоми БАС. Він висловив припущення, що препарати, призначені для боротьби з вірусом ВІЛ, придушували також і вірусоподібну активність стрибаючих генів.

Подальша робота Ната та інших вчених підтвердила цю ідею, ідентифікувавши конкретну групу вірусних реліктів, які, мабуть, були пов'язані з мертвими нейронами в мозку пацієнтів з БАС. Дослідження, проведене біохіміком Веньсюе Лі також показало, що досліджувані стародавні віруси активно взаємодіють з TDP-43.

У цей момент частини головоломки почали вставати на свої місця. Дослідники в галузі медицини вже знали, що майже всі пацієнти з БАС відчувають серйозний збій у роботі TDP-43, який викликає накопичення великої кількості цього білка в їх нейронах, де він утворює токсичні скупчення. Тепер з'ясовується, що TDP-43 може сприяти БАС іншим способом: при дефекті цей білок більше не в змозі стримувати шкідливі стрибаючі гени, що вбивають нервові клітини.

За останні два роки Хеммелл підтвердила, що нормальна форма TDP-43 пригнічує шкідливу активність стрибаючих генів у мишей і людей. Інші дослідники виявили, що несправність TDP-43 також пов'язана з деякими типами хвороби Альцгеймера і деменції.

Але повного розуміння цих процесів досі немає. Хеммелл і Нат поки не можуть сказати напевно, чи викликають стрибаючі гени бічний аміотрофічний склероз у деяких пацієнтів або їх активність є побічним продуктом того, як БАС прогресує. Але в будь-якому випадку перед дослідниками стоїть нова важлива мета в лікуванні нейродегенеративних захворювань: приборкання нелюдської частини нашого геному.

Автор: Carrie Arnold
Оригінал статті: http://cshl.nautil.us/article/498/the-non-human-living-inside-of-you

Підтримати роботу над каналом https://t.me/the_old_chest та переклад нових статей:

ПриватБанк 4149499115324749
або
Моно 5375414122384471