Вирусные элементы в геноме человека регулируют развитие эмбриона

В человеческом геноме присутствуют последовательности, оставленные древними вирусами, — так называемые транспозоны. Ранее считалось, что они биологически неактивны. Однако исследователи из Института генома Сингапура A*STAR и Университета Макгилла (Канада) доказали, что некоторые из этих последовательностей критически важны для раннего эмбрионального развития.

Учёные под руководством Хак-Хуи Нга и Гийома Бурка сосредоточились на элементах HERV-H (human endogenous retrovirus subfamily H). Эти последовательности активно транскрибируются в человеческих эмбриональных стволовых клетках (hESCs), производя длинные некодирующие РНК.

Эксперименты показали, что при удалении HERV-H РНК клетки hESCs быстро теряли плюрипотентность — способность развиваться в любой тип клеток организма. Подавление HERV-H значительно меняло активность множества генов, связанных с развитием и пролиферацией клеток.

Механизм действия: HERV-H РНК связывается с белковыми партнёрами, включая ключевой фактор плюрипотентности OCT4. Образующиеся РНК-белковые комплексы собираются на определённых участках элемента HERV-H в геноме. Эти участки функционируют как энхансеры (усилители), координируя активацию других генов плюрипотентности как вблизи, так и в отдалённых регионах генома.

Эволюционное значение: HERV-H интегрировался в геном приматов около 45 миллионов лет назад и встречается только у них. По словам ведущего автора исследования Синьи Лу, регуляторная активность HERV-H могла стать важным шагом в эволюции наших предков и частично объяснять различия между приматами и другими млекопитающими.

В дальнейшем учёные планируют выявить другие белки-партнёры HERV-H и механизмы влияния этих древних вирусных последовательностей.