Эволюцию мозга позвоночных связали с ретровирусами
Изображение: Verywell Health
Ученые Великобритании обнаружили, что появление миелина, который образует электроизолирующую оболочку нервных волокон, в мозге у позвоночных связано с ретровирусами — инфекционными агентами, которые способны встраивать свой генетический материал в геном организма-хозяина. Вирусы вставили свои гены таким образом, что повлияли на массовую экспрессию основного белка миелина Mbp, изначально чужеродного для позвоночных животных. Об открытии сообщается в статье, опубликованной в bioRxiv.
Mbp появился у животных, по-видимому, одновременно с появлением челюстей и был обнаружен у большинства ныне живущих позвоночных, восходящих к предкам хрящевых рыб, но не у бесчелюстных рыб (миноги и миксины). Как объясняют авторы, глиальные клетки олигодендроциты, формирующие миелиновую оболочку вокруг аксонов нейронов, должны были развиться путем совместной эволюции астроцитов со шванновскими клетками. Первые создавали ветвящиеся структуры, а вторые имели специализированные механизмы синтеза белков и липидов, из которых состоит миелиновая оболочка.
Шванновские клетки должны были эволюционировать первыми, поскольку они производят миелин для нейронов периферической нервной системы (а не центральной, как в случае олигодендроцитов), что необходимо для усиления сенсомоторных нервов, участвующих в быстром обнаружении опасности и побеге.
Исследователи обнаружили в ДНК крыс интегразу (фермент для встраивания генетических последовательностей) вирусного происхождения RNLTR12-int. Она представляет собой остаток последовательностей, необходимых для цикла репликации вируса. Показано, что появление этого элемента является предполагаемым ключевым этапом в появлении позвоночных. Оказалось, что в широкой группе животных, в олигодендроцитах, наблюдается повышенная экспрессия RNLTR12-int-подобных последовательностей, которых назвали ретромиелином. Скрыто размножаясь внутри генома, эти последовательности, в конечном итоге, наткнулись на ключевые области, регулирующие Mbp.