Žmones ir šimpanzes skiria stebėtinai nedaug genetinių skirtumų, tačiau smegenų raida ir gebėjimai – akivaizdžiai nevienodi. Naujas tyrimas rodo, kad vienas prieš milijonus metų į šimpanzių genomą įsiterpęs retrovirusas galėjo prisidėti prie šio atotrūkio.
Mokslininkai primena, kad žmonių ir šimpanzių protėviai išsiskyrė maždaug prieš 5–6 mln. metų, o DNR skirtumas siekia apie 1,2 proc. Vis dėlto smegenų vystymąsi lemia ne tik baltymus koduojantys genai, bet ir reguliacinės sekos, įskaitant senų virusų palikimą.
Viruso pėdsakas šimpanzių DNR
Tyrime nagrinėtas endogeninis retrovirusas PTERV1, aptinkamas šimpanzių ir kitų Afrikos didžiųjų beždžionių genome, bet nerandamas žmonėse. Manoma, kad jis užkrėtė šių rūšių protėvius maždaug prieš 4 mln. metų ir paliko aktyvių DNR įterpų.
Tyrėjai daugiausia dėmesio skyrė žmogaus smegenų vystymuisi svarbiam genetiniam elementui LINC00662. Šis ilgosios nekoduojančios RNR regionas ankstyvoje raidoje siejamas su nervinių ląstelių brendimu ir jų ataugų formavimusi.
Organoidai parodė galimą efektą
Eksperimentuodami su žmogaus smegenų organoidais, mokslininkai išjungė LINC00662 aktyvumą ir pastebėjo, kad neuronai brendo prasčiau, o jų ataugos augo ne taip intensyviai. Tai leidžia įtarti, kad šis reguliacinis mechanizmas gali būti svarbus ankstyviems smegenų „laidams“ susiformuoti.
Šimpanzėse situacija kitokia: PTERV1 įsiterpimas, anot tyrimo, slopina LINC00662 aktyvumą. Tai nereiškia, kad vienas pokytis sukuria visą skirtumą tarp rūšių, bet jis gali būti vienas iš veiksnių, keičiančių smegenų raidos trajektoriją.
Ką tai reiškia evoliucijai?
Autoriai pabrėžia, kad iš šių rezultatų negalima daryti išvados, jog pašalinus viruso įterpą šimpanzių smegenys „taptų žmogiškos“. Smegenų skirtumus lemia daugybė genų, aplinkos ir vystymosi procesų, o pokyčiai embrioninėje raidoje vėliau paprastai nebeatkuriami.
Vis dėlto darbas sustiprina seniai žinomą idėją: retrovirusų įterpos gali veikti kaip genetiniai jungikliai, pakeičiantys šalia esančių genų aktyvumą. Tokie pokyčiai, per ilgą laiką atrenkami evoliucijos, gali daryti didelę įtaką rūšių skirtumams, net jei pati DNR seka skiriasi nedaug.
Tyrėjai taip pat mini, kad lieka atviras klausimas, kodėl žmonių protėviai, panašu, išvengė PTERV1. Tarp galimų paaiškinimų minimi skirtingi protėvių gyvenamieji arealai tuo metu ir skirtingas atsparumas virusams, susijęs su įgimto imuniteto baltymais.
Rezultatai publikuoti mokslo žurnale Science Advances, o tolesni tyrimai turėtų padėti tiksliau suprasti, kaip senos virusų įterpos formavo žmogaus ir kitų primatų smegenų raidos „programas“.
Leave a Reply