Откуда взялись вирусы в нашей ДНК и как они влияют на нашу жизнь
Вы когда-нибудь задумывались, откуда взялась наша ДНК? Одно из самых захватывающих открытий в области генетики заключается в том, что около половины человеческого генома состоит из транспозируемых элементов, известных как TEs. Эти элементы являются потомками древних вирусов, которые захватили нашу ДНК миллионы лет назад. Как это произошло и как это повлияло на нашу эволюцию?
Доктор Андреа Шорн, доцент Cold Spring Harbor Laboratory в Нью-Йорке, посвятила свои исследования одному из этих древних вирусов. Он называется транспозируемым элементом (TE) или транспозоном. Это кусочек ДНК, который может перемещаться по геному и влиять на работу других генов. Транспозоны бывают разных типов, но доктор Шорн интересуется одним из самых старых и распространенных — ретровирусным транспозоном.
Ретровирусный транспозон — потомок древнего ретровируса, такого как ВИЧ или гепатит Б. Ретровирусы используют РНК вместо ДНК для хранения своей генетической информации. Когда они заражают клетку, они копируют свою РНК в ДНК с помощью специального фермента — обратной транскриптазы. Затем они встраивают свою ДНК в геном клетки и заставляют ее производить новые копии вируса.
Однако иногда ретровирусы не могут выйти из клетки и остаются в ней навсегда. Если это происходит с клетками половых желез, то ретровирусная ДНК может передаваться потомкам по наследству. Таким образом, ретровирус становится частью генома организма и превращается в ретровирусный транспозон.
Доктор Шорн изучает один из таких ретровирусных транспозонов, который называется LTR5_HS. Он активен почти у всех позвоночных животных, кроме рыб. Он интересен тем, что он может активироваться не только на ранних стадиях развития организма, но и при стрессе или болезни. Когда он активируется, он может перемещаться по геному и менять его структуру и функцию.
— Андреа Шорн.
Это может быть как полезно, так и опасно для организма. С одной стороны, ретровирусный транспозон может вызвать мутации или рак. С другой — может помочь организму адаптироваться к новым условиям или защититься от других вирусов. Например, доктор Шорн обнаружила, что LTR5_HS играет важную роль в развитии плаценты у млекопитающих.
Шорн также изучает, как клетка может распознавать и регулировать активность ретровирусных транспозонов. Она обнаружила, что клетка использует специальные молекулы РНК, которые называются передающей РНК (tRNA). Это одна из самых древних молекул, которая появилась еще до ДНК и необходима для синтеза белков. Оказывается, что клетка разрезает tRNA на маленькие кусочки и использует их для поиска и подавления ретровирусных транспозонов.
— Андреа Шорн.
Исследования древних ретровирусов и транспозонов открыли новую главу в изучении происхождения и функций нашей ДНК. Они позволяют понять, как наш геном эволюционировал и как он взаимодействует с вирусами. Это открывает новые перспективы в области медицины и здоровья, так как позволяет разработать новые стратегии для повышения результатов беременности и борьбы с инфекциями, такими как ВИЧ.
Таким образом, исследования доктора Шорн подтверждают, что наша ДНК имеет древнее, нечеловеческое происхождение и содержит элементы, которые играли критическую роль в нашей эволюции. Они свидетельствуют о важности изучения наших генетических компонентов, чтобы понять, как они взаимодействуют и как их регулировать. Эти открытия могут иметь крупные последствия для различных областей науки и медицины.
Доктор Андреа Шорн, доцент Cold Spring Harbor Laboratory в Нью-Йорке, посвятила свои исследования одному из этих древних вирусов. Он называется транспозируемым элементом (TE) или транспозоном. Это кусочек ДНК, который может перемещаться по геному и влиять на работу других генов. Транспозоны бывают разных типов, но доктор Шорн интересуется одним из самых старых и распространенных — ретровирусным транспозоном.
Ретровирусный транспозон — потомок древнего ретровируса, такого как ВИЧ или гепатит Б. Ретровирусы используют РНК вместо ДНК для хранения своей генетической информации. Когда они заражают клетку, они копируют свою РНК в ДНК с помощью специального фермента — обратной транскриптазы. Затем они встраивают свою ДНК в геном клетки и заставляют ее производить новые копии вируса.
Однако иногда ретровирусы не могут выйти из клетки и остаются в ней навсегда. Если это происходит с клетками половых желез, то ретровирусная ДНК может передаваться потомкам по наследству. Таким образом, ретровирус становится частью генома организма и превращается в ретровирусный транспозон.
Доктор Шорн изучает один из таких ретровирусных транспозонов, который называется LTR5_HS. Он активен почти у всех позвоночных животных, кроме рыб. Он интересен тем, что он может активироваться не только на ранних стадиях развития организма, но и при стрессе или болезни. Когда он активируется, он может перемещаться по геному и менять его структуру и функцию.
Изучение транспозонов и ретровирусов открывает множество вопросов о происхождении нашей ДНК и ее функциях. За долгие годы эволюции организмы приняли гены ретровирусов и они стали неотъемлемой частью нашей генетической информации. Это произошло по принципу похожему на игрушку «Lego»: в начале куски могли перемещаться, но со временем они стали неотъемлемой частью нашей генетической инфраструктуры. Теперь они необходимы нам, но мы должны уметь их контролировать и управлять
— Андреа Шорн.
Это может быть как полезно, так и опасно для организма. С одной стороны, ретровирусный транспозон может вызвать мутации или рак. С другой — может помочь организму адаптироваться к новым условиям или защититься от других вирусов. Например, доктор Шорн обнаружила, что LTR5_HS играет важную роль в развитии плаценты у млекопитающих.
Шорн также изучает, как клетка может распознавать и регулировать активность ретровирусных транспозонов. Она обнаружила, что клетка использует специальные молекулы РНК, которые называются передающей РНК (tRNA). Это одна из самых древних молекул, которая появилась еще до ДНК и необходима для синтеза белков. Оказывается, что клетка разрезает tRNA на маленькие кусочки и использует их для поиска и подавления ретровирусных транспозонов.
Один из главных вопросов, которые задают ученым, связан с тем, почему эти древние ретровирусы все еще присутствуют в геноме. Они считают, что это связано с тем, что эти элементы оказались чрезвычайно полезными для организмов. В процессе эволюции они смогли проникнуть в геном клеток следующего поколения и унаследоваться снова и снова. Это привело к тому, что организмы зависят от этих элементов для выполнения важных функций
— Андреа Шорн.
Исследования древних ретровирусов и транспозонов открыли новую главу в изучении происхождения и функций нашей ДНК. Они позволяют понять, как наш геном эволюционировал и как он взаимодействует с вирусами. Это открывает новые перспективы в области медицины и здоровья, так как позволяет разработать новые стратегии для повышения результатов беременности и борьбы с инфекциями, такими как ВИЧ.
Таким образом, исследования доктора Шорн подтверждают, что наша ДНК имеет древнее, нечеловеческое происхождение и содержит элементы, которые играли критическую роль в нашей эволюции. Они свидетельствуют о важности изучения наших генетических компонентов, чтобы понять, как они взаимодействуют и как их регулировать. Эти открытия могут иметь крупные последствия для различных областей науки и медицины.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Контрабандисты оккупировали Восточную Африку: зачем черных муравьев тайно вывозят в Китай и Европу?
Эксперты предупреждают: такой вывоз в итоге закончится непоправимой экологической катастрофой...
В мире заканчивается речной песок: чем это грозит человечеству?
Ученые говорят, что это самая не замечаемая, а оттого опасная проблема, которая уже касается миллионов людей...
К 2060 году половина плотин в мире выйдет из строя: США — главные в черном списке
Эксперты говорят: если не принять меры, часть Соединенных Штатов может полностью опустеть...
В России снова захотели строить железную дорогу в Индию: почему не удались прошлые попытки?
Эксперты говорят: дерзкий проект мог бы принести российской казне миллиардные прибыли...
За рамками науки: дети, которые помнят свои прошлые жизни
Ученые говорят, что феномена реинкарнации нет, но факты утверждают обратное...
Кольца на деревьях раскрыли тайну гибели последней империи кочевников в Евразии
Поразительно, но падение Джунгарского ханства началось за тысячи километров от Азии, в Северной Атлантике...
Самый наглый археологический фейк в истории: итальянец 20 лет показывал туристам фальшивый амфитеатр Цезаря
Судебный процесс длилось почти десятилетие, но даже сейчас эта история очень далека от завершения...
Тайна огней Марфы, 150 лет не дававшая покоя ученым, похоже, разгадана
Болотный газ? Огни святого Эльма? НЛО? Ответ оказался намного проще и сложнее одновременно...
Немецкий ученый был главным в секретной ракетной программе: однажды он вышел из кабинета и исчез навсегда
Как операция «Дамоклов меч» пресекла главную военную операцию целого государства...
«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Они живут в ДНК 47 000 лет, но почему их совсем нет у африканцев, зато много у жителей Южной Азии...
Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно
Почему селекционеры и ботаники ждали этого открытия более 100 лет?...
Этим книгам осталось жить считаные дни: кто охотится на очень редкие экземпляры, а затем уничтожает их?
Эксперты бьют тревогу: это, пожалуй, самый циничный поворот в истории книгопечатания...