Человеческий ген оказался внутри вируса: ученые обнаружили необычный случай «прыжка» ДНК

Исследователи обнаружили в геноме вируса контагиозного моллюска человеческий генетический элемент BC200. Удивительно не только само присутствие человеческой последовательности в вирусе. Оказалось, что BC200 сохранил способность перемещаться между геномами даже после того, как в ходе эволюции получил собственную функцию в клетках приматов. Ученые считают, что подобные случаи могут встречаться значительно чаще, чем принято было думать.

Геномы живых организмов принято представлять как относительно стабильные хранилища наследственной информации. Однако на молекулярном уровне это далеко не неподвижная конструкция. Отдельные участки ДНК способны копироваться, перемещаться и встраиваться в новые места. Такие элементы называют транспозонами, или «прыгающими генами».

Именно с одним из необычных представителей этой группы связана работа ученых из Корнеллского университета, Capital Normal University в Пекине и Университета Техаса в Арлингтоне. Исследователи обнаружили две вставки человеческого генетического элемента BC200 в геноме вируса контагиозного моллюска — представителя семейства поксвирусов. Результаты исследования опубликованы 24 сентября 2026 года в журнале Science.

Ген, который должен был перестать «прыгать»

История BC200 началась задолго до появления современного человека.

Около 40 миллионов лет назад предок этого элемента происходил от древнего транспозона. Впоследствии у общих предков приматов он был «приручен» эволюцией и стал выполнять определенную функцию в клетках. BC200 относится к некодирующим РНК: он не служит непосредственной инструкцией для производства белка.

Особенно много BC200 обнаруживается в нейронах. Исследования показывают, что эта РНК может участвовать в регуляции трансляции — процесса, при котором информация матричной РНК используется клеткой для производства белков. При этом точная физиологическая роль BC200 до сих пор изучена не полностью.

Здесь и возникает главный эволюционный парадокс.

Когда транспозон приобретает полезную для организма функцию, он обычно теряет способность свободно перемещаться по геному. В противном случае постоянные новые вставки могут повреждать другие гены и создавать потенциально опасные мутации.

BC200, судя по новым данным, оказался исключением.

Он не только сохранил клеточную функцию, но и продолжил способность перемещаться.

Именно это позволило исследователям обнаружить его следы за пределами обычного человеческого генома.

Как человеческая последовательность оказалась в вирусе

Первоначально исследователи обнаружили необычные совпадения еще в 2010 году. Тогда ученые анализировали вирусные геномы с помощью специализированных компьютерных программ, предназначенных для поиска транспозонов.

В геноме вируса контагиозного моллюска были найдены две вставки BC200. На тот момент открытие сочли интересным, но полноценное исследование не было опубликовано. Позднее работа была возобновлена: первым автором новой статьи стал Пу Гао, а среди руководителей исследования — Седрик Фешотт, профессор молекулярной биологии и генетики Корнеллского университета.

Сам Фешотт признался, что ученые были удивлены тем, что за прошедшие годы никто другой не опубликовал аналогичное исследование.

По оценкам авторов работы, перенос BC200 в вирус произошел примерно 100 тысяч лет назад, то есть уже в период существования современного человека. Причем исследователи пришли к выводу, что речь идет как минимум о двух независимых вставках.

Предполагаемый механизм связан с другим мобильным элементом человеческого генома — LINE-1, или L1. Именно ретротранспозиционный механизм L1, по мнению авторов, мог способствовать перемещению BC200 из генома человека в геном вируса.

Иными словами, речь идет не о том, что вирус каким-то образом «синтезировал» человеческий ген. Скорее, мобильный генетический элемент получил возможность скопироваться и попасть в совершенно другую генетическую систему.

Почему именно вирус контагиозного моллюска?

Контагиозный моллюск — заболевание, вызываемое одноименным поксвирусом. Несмотря на название, речь идет не о паразите и не о моллюсках: вирус поражает человека и вызывает характерные небольшие кожные образования.

Для большинства людей инфекция протекает относительно легко и обычно ограничивается кожными проявлениями.

Но для генетиков этот вирус представляет особый интерес. Он размножается в клетках кожи, то есть именно там, где потенциально могли встретиться человеческие мобильные элементы и вирусный геном.

Исследователи предполагают, что перенос BC200 мог произойти именно в клетках кожи, зараженных вирусом. Однако это пока остается реконструкцией событий, а не непосредственно наблюдавшимся процессом.

Что вирус делает с человеческим геномом?

Здесь начинается наиболее интригующая часть истории.

Сам факт обнаружения BC200 внутри вирусного генома еще не означает, что вирус использует эту последовательность для собственной выгоды.

Это принципиально важная оговорка.

Вирус мог случайно получить мобильный элемент, после чего тот сохранился в его геноме. А могло произойти обратное: вирус научился использовать приобретенную последовательность для управления процессами в зараженной клетке.

Второй вариант особенно интересен исследователям.

BC200 уже связан с регуляцией трансляции — процесса производства белков в клетке. Поэтому ученые хотят проверить, способен ли вирус использовать эту человеческую РНК для изменения работы клеточного аппарата в свою пользу. Корнеллские исследователи прямо называют это одним из следующих направлений работы.

Пока, однако, нет достаточных оснований утверждать, что BC200 действительно помогает вирусу обходить клеточную защиту или перезапускать производство необходимых вирусу белков. Это гипотеза, которую еще предстоит проверить экспериментально.

Именно здесь исходная сенсационная формулировка о том, что вирус уже «заставляет человеческий ген» работать на себя, требует осторожности.

Почему это важно для науки

Главное значение открытия заключается не в появлении «человеческого вируса» или какого-либо нового опасного патогена.

Оно показывает, насколько подвижным может быть генетический материал.

Транспозоны долгое время рассматривались прежде всего как своеобразные геномные паразиты. Они способны копироваться и вставляться в новые участки ДНК, иногда нарушая работу генов. Но сегодня ученые понимают, что мобильные элементы сыграли огромную роль в эволюции.

Некоторые из них со временем становились частью нормальной клеточной биологии. Они могли приобретать новые функции, участвовать в регуляции генов и даже становиться сырьем для формирования новых генетических механизмов.

BC200 представляет особенно интересный случай: элемент одновременно является функциональной частью биологии приматов и сохраняет способность к перемещению.

Подобное уже происходило

Нельзя сказать, что генетический материал никогда прежде не переходил из клетки в вирус.

Однако таких примеров известно немного.

В конце 1980-х годов исследователи наблюдали в лабораторных условиях перенос транспозона из клеток моли в бакуловирус — вирус, поражающий насекомых.

В 2007 году японские ученые описали другой необычный случай: мобильный элемент оказался в поксвирусе грызунов. При этом его происхождение связывали со змеями. Это позволило предположить, что вирус мог иметь более широкий круг хозяев, чем было известно.

Новая работа отличается тем, что здесь речь идет о генетическом элементе, происходящем от человека и его ближайших эволюционных родственников, который оказался внутри вируса, поражающего людей.

Это делает обнаружение особенно интересным с точки зрения эволюционной геномики.

Генетический «контрабандист»

Ученые предлагают смотреть на происходящее не как на одноразовую случайность, а как на часть более широкого процесса.

BC200 возник из древнего мобильного элемента примерно 40 миллионов лет назад. После этого он был встроен в биологию приматов, но не потерял способности к ретротранспозиции. Авторы исследования обнаружили свидетельства того, что BC200 продолжал порождать новые вставки и в более поздней эволюции.

Получается своеобразная цепочка:

древний транспозон → функциональный элемент приматов → BC200 → новые вставки в геномах → перенос в вирус.

Для эволюционистов это особенно интересно потому, что границы между геномами разных организмов оказываются не такими непроницаемыми, как может показаться.

Вирус, заражающий клетку, и геном этой клетки существуют в постоянном молекулярном взаимодействии. В отдельных случаях генетический материал способен пересекать эту границу.

Может ли BC200 быть связан с заболеваниями?

Это еще один вопрос, который ученые собираются изучать.

BC200 уже обнаруживали при некоторых опухолевых процессах, а также отмечали его повышенное присутствие в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера. Но наличие BC200 при этих состояниях само по себе не доказывает, что именно перемещения этого элемента вызывают заболевания.

Теперь у исследователей появился новый повод проверить, продолжает ли BC200 перемещаться в клетках человека.

Особенно интересна потенциальная связь с опухолями. Если мобильный элемент действительно способен вставляться в новые участки генома раковых клеток, теоретически такие события могут менять работу других генов.

Но и здесь пока рано говорить о доказанном механизме развития рака. Необходимо установить, происходят ли такие вставки в реальных клетках, насколько часто они возникают и способны ли они действительно изменять свойства клеток.

Почему открытие могли не заметить раньше

Парадоксально, но сама находка показывает одну из проблем современной геномики: огромные объемы данных уже существуют, однако исследователям еще предстоит научиться полностью их использовать.

Последовательности вирусных геномов хранятся в специализированных базах данных. Человеческий геном изучается десятилетиями. Инструменты биоинформатики позволяют сравнивать миллионы последовательностей.

Но необычная закономерность может годами оставаться без полноценного объяснения.

В данном случае ученые увидели соответствие еще в 2010 году. Только спустя много лет исследование было возобновлено и доведено до публикации.

И это, пожалуй, одна из самых любопытных деталей истории: важное открытие оказалось спрятано не в неизвестной лаборатории и не в труднодоступном организме, а в уже существующих геномных базах.

Что теперь предстоит выяснить

Перед исследователями стоит несколько ключевых вопросов.

Во-первых, необходимо понять, активен ли вирусный BC200 и производит ли он функциональную РНК.

Во-вторых, ученые хотят установить, оказывает ли эта последовательность какое-либо влияние на зараженную клетку.

В-третьих, предстоит проверить, действительно ли вирус приобрел BC200 как полезный для себя элемент или его присутствие — результат случайного события, которое просто не было устранено естественным отбором.

Наконец, остается вопрос о том, насколько часто генетические элементы человека или других животных способны попадать в вирусные геномы.

Если дальнейшие исследования обнаружат новые примеры, нынешний случай перестанет выглядеть исключительной редкостью и может оказаться частью гораздо более масштабного процесса обмена генетическим материалом.

Эволюция как постоянный обмен

История BC200 хорошо показывает, почему современная генетика постепенно отказывается от представления о геноме как о неподвижном «чертежe» организма.

Гены могут менять окружение. Мобильные элементы способны создавать копии. Вирусы переносят генетический материал между клетками. А иногда последовательности, которые считались частью одного организма, оказываются в совершенно другой биологической системе.

В данном случае человеческий генетический элемент оказался внутри вируса, который заражает человека.

Это не означает, что появился новый опасный вирус и не свидетельствует о том, что вирус способен «заразить человека чужими генами». На сегодняшний день речь идет прежде всего об эволюционном факте: BC200 сохранил способность к перемещению и как минимум дважды оказался встроен в геном вируса контагиозного моллюска.

Именно поэтому открытие представляет интерес прежде всего для фундаментальной науки. Оно заставляет по-новому взглянуть на мобильные элементы и на то, насколько активно генетический материал способен пересекать границы между организмом-хозяином и вирусом.

Возможно, человеческий ген в вирусе — не исключение, а лишь один из немногих пока замеченных примеров значительно более масштабного явления.

Ранее журналисты сайта «Пронедра» писали, что голодающие бактерии используют вирусы для обмена ДНК