Обычно мобильные участки ДНК перестают «прыгать», когда приобретают собственную роль в работе клетки. Ученые выяснили, что человеческий ген BC200 сохранил эту способность: в частности, его копии дважды попали в геном вируса моллюска.
Поскольку некоторые участки ДНК способны создавать копии, которые встраиваются в новые места, их называют мобильными элементами, или «прыгающими генами». Со временем такая последовательность может приобрести собственную роль в работе клетки. Обычно после этого она уже не перемещается, но, как показали исследования, бывают исключения.
Один из таких генов — человеческий BC200. Считается, что он не кодирует белок, а служит «инструкцией» для производства небольшой молекулы РНК, которую еще в 1990-х годах обнаружили в нервных клетках. Позже ученые установили, что семейство, к которым относится BC200, сохранилось у некоторых приматов. Предположительно, эта РНК помогает регулировать производство белков в нейронах, хотя ее точную роль продолжают изучать.
Такие гены могут попадать даже в вирусные геномы. В лабораторных опытах ученые наблюдали встраивание элемента из клеток насекомого в вирус, а затем нашли в природном вирусе грызуна последовательность, происходящую от змеи. Однако случаев выявления человеческих генов в вирусах известно не было.
Ученые из Китая и США смогли обнаружить первый такой случай. Они заметили две вставки BC200 в геноме вируса контагиозного моллюска — возбудителя кожной инфекции, проявляющейся небольшими высыпаниями. Сравнение последовательностей показало, что в обоих случаях вирус получил генетический материал человека. Результаты исследования опубликовали в журнале Science.
Причем, как предположили авторы статьи, два переноса произошли независимо друг от друга. Вероятным посредником был другой мобильный ген человека — LINE-1. Он умеет создавать ДНК-копию с молекулы РНК и встраивать ее в геном. Иногда его механизм копирования захватывает и РНК, которую производит другой ген. По признакам вирусных вставок исследователи заключили, что BC200, скорее всего, воспользовался именно этим механизмом.
Перенос мог произойти в клетках кожи, поскольку в них размножается вирус контагиозного моллюска. Тем не менее, если BC200 смог попасть из человеческой клетки в вирус, оставался ли он мобильным все время после того, как приобрел свою роль в организме приматов?
По реконструкции ученых, примерно 40 миллионов лет назад предковая последовательность стала геном BC200, но не перестала создавать копии. У изученных видов обнаружили сотни вставок, возникших в их собственных эволюционных линиях. Значит, перемещение продолжалось спустя миллионы лет после появления у BC200 новой клеточной роли.
В том числе такие следы нашли в геномах людей. Исследователи выявили вставки BC200, которые присутствуют лишь у части населения, среди них есть варианты, найденные у отдельных носителей.
Автор: Андрей Серегин