Ученые выяснили, что человеческий ген BC200, управляющий работой нейронов, сохранил способность перескакивать в другие геномы. Исследование, опубликованное в научном журнале Science, доказывает, что этот уникальный элемент совершенно недавно внедрился в ДНК вируса оспы.
Прыгающие гены, или транспозоны, составляют почти половину нашего генома. Большинство из них за миллионы лет эволюции утратили способность к перемещению и превратились в обычные статичные участки ДНК. Однако BC200 стал редким и удивительным исключением из этого правила, ломая привычные представления генетиков о делении клеток.
Около 40 млн лет назад эволюция «приручила» этот ген для регуляции синтеза белков в нейронах мозга человека и других приматов. Он получил важнейшую задачу — контролировать работу рибосом, отвечающих за производство строительного материала клетки. Несмотря на такую ответственность, ген полностью не утратил свою природную подвижность. Он использует фермент LINE-1, чтобы копировать себя и встраивать новых двойников в разные хромосомы на протяжении всего развития приматов.
Самым ярким доказательством этой скрытой активности стали две копии BC200, обнаруженные в геноме вируса контагиозного моллюска. Это заразное кожное заболевание, которое вызывает специфический вирус, относящийся к группе оспы. Генетики проанализировали мутации и подсчитали, что генетический прыжок от человека к патогену произошел менее 160 тыс. лет назад. Это произошло уже в эпоху существования современного человека.
Более того, анализ показал, что в геномах современных людей до сих пор встречаются новые, индивидуальные вставки BC200. Это означает, что процесс перемещения продолжается прямо сейчас, непрерывно создавая генетические различия между людьми. До последнего времени ученые были уверены, что ген, однажды начавший работать на организм, навсегда теряет свойства непредсказуемого паразита. «Это первый задокументированный случай, когда транспозон сохранил способность к перемещению после того, как был приручен организмом для выполнения важных функций», — подчеркнула автор исследования Коринн Симонти.
Транспозоны были открыты американским ученым Барбарой Мак-Клинток еще в середине XX века. Изначально в научном мире их называли эгоистичной ДНК и считали бесполезными паразитами. Лишь спустя десятилетия выяснилось, что эволюция активно использует эти мобильные фрагменты для создания новых регуляторных сетей. Клетки мозга человека особенно богаты такими последовательностями. Уникальность BC200 заключается в том, что он наглядно стирает границу между полноценным рабочим геномом и активным генетическим паразитом, способным заразить даже вирус.
Ранее биологи проследили, как «привычки» генов передаются 15 поколениям вперед.