Сліди давніх вірусів: як геноми сучасних ссавців зберігають спогади про доісторичні зарази

Між 33 мільйонами та 15 мільйонами років тому стародавня група вірусів розгулювала серед незліченної кількості стародавніх ссавців, включаючи родичів усіх видів – від людей і шимпанзе до тушканчиків і панд. Ця група доісторичних вірусів зрештою вимерла близько 15 мільйонів років тому – можливо, вона заразила всіх господарів, яких могла, – але неактивні фрагменти її ДНК досі підступно живуть у багатьох сучасних ссавців (включно з нами).

Дивна думка, але до 8 відсотків нашого геному складається з генетичних послідовностей ретровірусів, які інфікували наших предків дуже давно.

Будь-які ретровіруси, включаючи сучасні, такі як ВІЛ, для реплікації повинні вставити ДНК-копію свого РНК-геному в ДНК клітини-хазяїна. Цей вірусний генетичний матеріал зазвичай не передається з покоління в покоління, але може, якщо давні ретровіруси набули здатності інфікувати статеві клітини, такі як яйцеклітини або сперматозоїди, які передають свою ДНК наступним поколінням.

Якщо ретровіруси успішно проникають у статеві клітини, вони можуть з часом вбудуватися в геном популяції. Це так званий ендогенний ретровірус.

Можливо, одним з найуспішніших прикладів є ERV-Fc, ретровірус (або, можливо, рід чи родина ретровірусів), який поширився по всьому світу від олігоцену до раннього міоцену (між 30 мільйонами і 15 мільйонами років тому).

У 2016 році вчені просканували геноми 50 сучасних ссавців на наявність “викопних” вірусних залишків ERV-Fc і виявили, що він був присутній у предків щонайменше 28 з них, у тому числі у родичів гюрзи, сірого мишачого лемура, білкової мавпи, мартишки, бабуїна, шимпанзе, людини, собаки і панди.

Ще більш вражаючим є те, що він не заразив лише одного родича всіх цих ссавців лише один раз, а перестрибував між видами більше 20 разів. Це була справді міжконтинентальна пандемія, яка вразила ссавців на всіх континентах, окрім відносно віддалених регіонів Австралії та Антарктиди.

Сьогодні ERV-Fc, здається, не має жодного впливу на здоров’я людини; фрагмент його генетичного матеріалу просто перебуває в стані спокою в нашому геномі. Однак глибше розуміння ERV-Fc та інших ендогенних ретровірусів людини може допомогти зрозуміти, як ми підходимо до боротьби з сучасними захворюваннями, такими як ВІЛ.

“Геноми ссавців містять сотні тисяч древніх вірусних скам’янілостей, подібних до ERV-Fc”, – сказав Вільям Е. Діл, провідний автор дослідження 2016 року, який проводив дослідження, будучи докторантом у Бостонському коледжі, у своїй заяві.

“Тепер завдання полягатиме в тому, щоб використовувати давні вірусні послідовності, щоб зазирнути в минуле, що може виявитися корисним для прогнозування довгострокових наслідків нових вірусних інфекцій. Наприклад, ми потенційно зможемо оцінити вплив ВІЛ на здоров’я людини через 30 мільйонів років. Метод дозволить нам краще зрозуміти, коли і чому з’являються нові віруси і як тривалий контакт з ними впливає на еволюцію організмів-господарів”, – пояснив Діль.