Un virus de acum milioane de ani este astăzi esențial în dezvoltarea embrionului – Știință Știri

Toate animalele au evoluat datorită faptului că, cu sute de milioane de ani în urmă, sigur virus organisme primitive infectate. Materialul genetic viral a fost integrat în genomului a primelor ființe pluricelulare și se află și astăzi în lumea noastră. ADN.

Un studiu, publicat în revistă Progresele științeiarată pentru prima dată rolul pe care aceşti viruşi îl au într-un proces cheie al dezvoltării noastre, care are loc la câteva ore după fertilizare: trecerea la pluripotență, când ovocitul trece de la două la patru celule.

Înainte de acest pas, fiecare dintre cele două celule ale embrion Este totipotent, adică s-ar putea dezvolta într-un organism independent. Astfel, cele patru celule din faza următoare nu sunt totipotente, ci sunt pluripotente, deoarece se pot diferenția în celule din orice țesut specializat din organism.

Pentru autori, oameni de știință de la Centrul Național de Cercetare a Cancerului (CNIO), descoperirea este relevantă pentru domeniul Medicina regenerativă și în crearea de embrioni artificiali, deoarece deschide o nouă cale de a genera linii celulare stabile în fazele de totipotență.

Suntem 8% retrovirusi

Materialul genetic al ceea ce se numesc acum retrovirusuri endogene a fost integrat în genomul ființelor posibile protagoniste ale Explozie cambrianăo perioadă în urmă cu mai bine de 500 de milioane de ani, când mările planetei au cunoscut o explozie a biodiversităţii.

În ultimul deceniu s-a descoperit că secvențele genetice de la acești virusuri constituie cel puțin 8-10% din genomul uman.

Până de curând, aceste rămășițe virale erau considerate ADN nedorit, material genetic inutil sau chiar dăunător.

Sergio de la Rosa, primul semnatar

„Până de curând, aceste rămășițe virale erau considerate ADN nedorit, material genetic inutil sau chiar dăunător”, explică el. Sergio de la Rosaprimul semnatar al noului articol.

„În mod intuitiv, s-a crezut că a avea viruși în genom nu ar putea fi bine. Dar în ultimii ani ne dăm seama că aceste retrovirusuri, care au evoluat împreună cu noi de-a lungul a milioane de ani, îndeplinesc funcții importante, cum ar fi reglarea altor gene. „Este un domeniu de cercetare foarte activ”, adaugă el.

Nabil Djouder, șeful Grupului Factori de creștere, nutrienți și cancer de la CNIO. / Antonio Tabernero. CNIO

Ritmul dezvoltării embrionului

Noua cercetare demonstrează că retrovirusul endogen MERVL stabilește ritmul în dezvoltarea embrionului, în special în timpul etapei specifice a tranziției de la totipotență la pluripotență și explică mecanismul prin care se întâmplă acest lucru.

„Este un rol complet nou pentru retrovirusurile endogene”, spune el. Nabil Djouder, autor principal. „Am descoperit un nou mecanism care explică modul în care un retrovirus endogen controlează direct factorii de pluripotență.”

Acest nou mecanism de acțiune implică URI, o genă pe care grupul lui Djouder o investighează în profunzime. Cu ani în urmă au descoperit că, dacă URI este eliminată la animalele de laborator, embrionii nici măcar nu se dezvoltă. De la Rosa a vrut să știe de ce și așa a descoperit relația sa cu retrovirusul MERVL.

O tranziție lină

Rezultatele lor arată că una dintre funcțiile genei URI este de a permite acțiunii moleculelor esențiale pentru a dobândi pluripotență; Dacă URI nu acționează, nici factorii de pluripotență nu acționează și celula este lăsată în stare de totipotență. Mai mult, se dovedește că este o proteină a retrovirusului endogen, MERVL-gag, care, la rândul său, modulează acțiunea URI.

Aceste descoperiri dezvăluie coevoluția simbiotică a retrovirusurilor endogene cu celulele lor gazdă, pentru a asigura o progresie lină și în timp util a dezvoltării embrionare timpurii.

Autorii

Cercetătorii au observat că, în timpul fazei de totipotență (când există doar două celule în ovocit), expresia proteinei virale MERVL-gag este ridicată; Această proteină se leagă de URI și o împiedică să acționeze. Dar, încetul cu încetul, nivelurile se schimbă, astfel încât nivelurile proteinei virale MERVL-gag scad și URI poate intra în acțiune: apare pluripotența.

„Este o tranziție lină, când ai o expresie ridicată a proteinei virale, ai mai puțini factori de pluripotență; Când expresia ERV scade, lași URI să stabilizeze acești factori”, spune De la Rosa.

Mai multe cercetări sunt necesare

Pentru autori, „aceste descoperiri dezvăluie coevoluția simbiotică a retrovirusurilor endogene cu celulele lor gazdă, pentru a asigura progresia lină și în timp util a dezvoltării embrionare timpurii”.

Cu alte cuvinte, relația tridirecțională dintre proteina virală, URI și factorii de pluripotență este foarte fin modulată „pentru a oferi embrionului suficient timp pentru a ajusta și coordona tranziția lină de la totipotență la pluripotență și specificarea liniei celulare în timpul dezvoltare embrionară”, continuă Djouder.

În fine, deși prezența retrovirusurilor endogene în genomul uman este bine stabilită, precum și cea a factorilor de pluripotență, cercetătorul dorește să precizeze că, având în vedere că lucrarea de față a fost făcută cu embrioni de șoarece, „este necesar cercetare” pentru a se asigura că rezultatele pot fi extrapolate la oameni.

Drepturi: Creative Commons.