Бывший вирус может защищать человеческий эмбрион от своих собратьев.

Среди вирусов есть такие, которые умеют встраиваться прямо в клеточную ДНК. Самый известный среди них — ВИЧ, а вообще все они называются ретровирусами. Геном у них хранится в виде РНК, и, когда они попадают в клетку, на их РНК вирусными ферментами синтезируется ДНК. Вот эта ДНК встраивается в клеточную и дальше служит шаблоном для синтеза множества копий вирусной РНК. На РНК синтезируются вирусные белки, которые потом формируют вирусные частицы с вирусной же РНК внутри. Ну а когда сама клетка делится, она вместе со своей ДНК удваивает и вирусную вставку, так что дочерним клеткам достаётся по вирусу.

Один из бывших ретровирусов, от которого в нашем геноме остался ген Suppressyn, может быть элементом антивирусной защиты эмбриона и плаценты. (Фото: lunar caustic / Flickr.com) 

При этом бывает так, что встроившийся вирус засыпает: его гены перестают быть активными, никакой вирусной РНК на них не синтезируются и никаких вирусных частиц в клетке не формируется. Сама клетка, кстати, может приложить определённые усилия, чтобы усыпить вирус, сделать неактивным тот кусок собственного генома, куда встроился паразит. Временный сон может превратится в постоянный: в вирусных последовательностях появляются мутации, которые делают вирус стабильно неактивным. Дальше он может либо и дальше существовать в виде генетического мусора, либо же клетка сумеет извлечь из него какую-то пользу — вирусные белки, претерпев определённые изменения, вполне могут пригодиться в домашнем клеточном хозяйстве.

Мы как-то писали о таких вот приручённых вирусах (их называют эндогенными ретровирусами): за тысячелетия эволюции их накопилось в геноме млекопитающих довольно много; у человека на бывшие вирусы приходится около 8% генома. Многие важные функции организма опираются на бывшие вирусные гены, причём нередко они помогают справляться с инфекциями. Сотрудники Корнеллского университета описывают в Science как раз такой пример антивирусного вируса. Речь идёт о гене SUPYN, или Suppressyn, который активен только в плаценте и у зародыша на ранних стадиях развития. Белок, который он кодирует, связывается с клеточным рецептором ASCT2, необходимым для формирования плацентарной ткани и для соединения с ней зародыша.

Проблема в том, что с тем же рецептором взаимодействуют некоторые настоящие ретровирусы, которые доставляют много проблем разным животным. Белок гена Suppressyn блокирует рецептор, так что вирус не может проникнуть в клетку. Можно сказать, что приручённый вирус защищает хозяина от настоящего, только нужно учитывать, что от приручённого вируса тут работает только один-единственный белок.

Ген Suppressyn и его аналоги есть у человека и у человекообразных обезьян. При этом известно, что многие млекопитающие, в том числе и обезьяны, не относящиеся к человекообразным, страдают от определённых ретровирусов — которые, в свою очередь, никогда не поражают людей. Казалось бы, всё говорит в пользу того, что именно Suppressyn защищает плаценту и эмбрионы у человека от вирусных атак. Но всё-таки однозначно такой вывод пока сделать нельзя: эксперименты ставили на культуре клеток, у которых работал или не работал ген Suppressyn и к которым добавляли опасные ретровирусы. Как оно происходит в организме, сказать пока трудно; может быть, бывший вирус действительно служит главным антивирусным защитником, может быть, работает наравне с другими средствами защиты, а может быть, эти ретровирусы не могут заражать людей вообще по какой-то другой причине. Ген Suppressyn ведь не единственный бывший вирус, защищающий эмбрион от вирусных атак; несколько лет назад мы писали о других приручённых вирусах, которые выполняют похожую функцию.

Кстати говоря, сама плацента сформировалась у зверей тоже, по-видимому, с помощью бывших ретровирусов. Её клетки сливаются в особую структуру, которая называется синцитий, и происходит это благодаря белку синцитину — будучи остатком какого-то вируса, он взаимодействует с тем же рецептором ASCT2, о котором шла речь выше, и помогает клеткам объединить свои мембраны.