Древняя вирусная ДНК помогает эмбриональным клеткам развиваться

Следы древних вирусных инфекций сохранились в геноме человека в виде эндогенных ретровирусов. Некоторые из этих участков ДНК со временем приобрели новые функции. Исследователи Института Фрэнсиса Крика изучили один такой механизм — связь HERVH с выработкой кальбиндина — и показали его значение для раннего развития. Работа опубликована в Science Advances.

Вирусный след стал генетическим переключателем

HERVH в данном случае — встроенный участок ДНК, а не возбудитель новой инфекции. Он помогает включать выработку кальбиндина, белка, участвующего в регулировании кальция внутри клетки.

Кальций необходим для работы клеток, но избыток свободного кальция может им вредить. Поэтому важна не только его доступность, но и способность клетки поддерживать подходящий баланс. Кальбиндин участвует в этом процессе, связывая кальций.

Что показало отключение механизма

Команда Джудит Папе вместе с коллегами, в том числе группой Кэти Ниакан, исследовала последствия отключения гена кальбиндина или удаления управляющего им участка HERVH в человеческих эмбриональных стволовых клетках. После вмешательства клетки хуже росли либо преждевременно приобретали определённую специализацию.

Исследователи проверили механизм и в клеточных моделях раннего развития:

• бластоидах, воспроизводящих некоторые особенности стадии бластоцисты;
• амниоидах, моделирующих формирование структур амниотического мешка.

Без механизма HERVH–кальбиндин эти модели формировались неправильно. Такие опыты помогают изучать отдельные этапы развития, но модели не равнозначны полноценному развивающемуся организму.

Почему тот же путь интересует онкологов

Отправной точкой для новой работы стало более раннее исследование рака лёгкого. Тогда учёные обнаружили, что опухолевые клетки могут использовать связанный с HERVH механизм выработки кальбиндина, помогающий им избегать клеточного старения — устойчивой остановки деления.

Новая работа переносит внимание на нормальное раннее развитие. Это существенное различие: механизм, полезный эмбриональным клеткам, при определённых условиях может использоваться опухолью. Обнаружение такой связи не означает, что древняя вирусная ДНК сама по себе вызывает рак.

Читайте также: Эмбриональные клетки научились читать свои границы.

Авторы предлагают изучить возможность использования этого механизма как показателя состояния эмбриональных клеток и потенциальной мишени в онкологии. Пока это направления дальнейших исследований, а не готовый диагностический тест или способ лечения.