Virusuri antice ar putea explica diferențele dintre creierul uman și cel de cimpanzeu
Pandemiile pot apărea oriunde există populații de animale sau oameni suficient de mari și nu sunt restricționate la epoca modernă.
Johan Jakobsson, profesor de neurogenetică moleculară la Universitatea Lund, consideră că descoperirile studiului recent sunt extrem de relevante: acestea demonstrează că un virus poate provoca modificări ale unei secvențe de ADN în întreaga populație.
„Virusul pe care l-am investigat a afectat în mod special cimpanzeii. Totuși, oamenii și cimpanzeii au în mare parte aceeași structură genetică. De aceea, este important să înțelegem diferențele în modul în care sunt reglate genele. Descoperirile noastre sugerează că o genă, LINC00662, joacă un rol semnificativ în dezvoltarea timpurie a creierului uman”, afirmă Johan Jakobsson.
Jakobsson adaugă că acest lucru ajută la înțelegerea modului în care reglementarea genelor poate proteja sau provoca daune, de exemplu, creierului. În noul studiu, publicat în Science Advances, cercetătorii au descoperit că un rest viral antic din genomul cimpanzeului suprimă gena LINC00662. Aceeași genă, între timp, este activă la oameni și joacă un rol important în dezvoltarea timpurie a creierului nostru. Restul viral aparține unui retrovirus endogen, PTERV1 – un virus care a infectat populația de cimpanzei cu milioane de ani în urmă. Materialul genetic al virusului PTERV1 a rămas în genom și a fost transmis de-a lungul generațiilor.
Cercetătorii au observat că PTERV1 s-a replicat în multe locații din ADN-ul cimpanzeului și că aceste secvențe virale sunt sistematic suprimate printr-un proces cunoscut sub numele de metilare – un mecanism care determină care gene sunt active sau inactive.
Pentru a investiga cum restul viral afectează dezvoltarea creierului, cercetătorii au folosit celule stem umane și de cimpanzeu pentru a crea organoizi cerebrali. Aceste organe miniaturale tridimensionale seamănă cu țesutul cerebral real și pot prezenta anumite caracteristici ale dezvoltării timpurii a creierului. O comparație a organoizilor a arătat că gena LINC00662 era activă în modelele umane, dar complet suprimată în cele de cimpanzeu.
„Gena a fost exprimată puternic în organoizii umani, dar deloc în organoizii de cimpanzeu”, spune Patricia Gerdes.
Pentru a testa dacă restul viral era responsabil, cercetătorii au folosit instrumentul de editare a genelor CRISPR-Cas9 pentru a elimina secvența de ADN viral din celulele de cimpanzeu. Odată ce restul viral a fost eliminat, gena a fost exprimată din nou.
„Aceasta arată că inserția virală este într-adevăr responsabilă pentru oprirea genei în cimpanzei”, afirmă Patricia Gerdes.
Cercetătorii au investigat, de asemenea, funcția aparentă a genei în oameni. Când au folosit CRISPR pentru a suprima LINC00662 în organoizii cerebrali umani, aceasta a redus activitatea genelor implicate în dezvoltarea celulelor nervoase și în formarea conexiunilor între celulele nervoase.
Descoperirile întăresc opinia că oamenii și cele mai apropiate rude ale noastre diferă nu doar în ceea ce privește genele prezente, ci și în cele active. Cercetătorii vor investiga în continuare dacă alte resturi virale ar putea avea efecte similare în evoluția creierului și dacă acest tip de secvență de ADN este legat de bolile cerebrale.
