Уникальное свойство стволовых эмбриональных клеток заключается в их способности вырастать в абсолютно любую из 200 типов клеток организма. Возможность выращивать такие культуры в лаборатории обеспечила бы учёных методикой регенерации целых органов или конечностей, обеспечила бы гарантированное излечение от многих заболеваний и стала бы настоящим прорывом в регенеративной биологии и медицине.

Тем не менее, пока биологам не до конца понятно, как именно стволовые клетки «понимают», во что им трансформироваться.

Новейшее исследование канадских и сингапурских учёных позволяет взглянуть на проблему в новом свете. Как выяснилось,

ключевую роль в способности стволовых клеток трансформироваться в зрелые играет ДНК вирусов, когда-то встроившуюся в генетический код и ранее считавшуюся мусорной.

То, что ДНК вирусов присутствует в геноме человека, не было загадкой. Учёные сообщают, что

миллионы лет назад ретровирус, известный как HERV-H, внедрил свою ДНК в человеческий сперматозоид или, возможно, яйцеклетку. Этот момент в человеческой эволюции «толкнул кость домино»: сегодня приблизительно 8% генома человека состоит из так называемых остатков эндогенного ретровируса.

Рис. 1. Эмбриональная стволовая клетка человека(фото Wikimedia Commons).

Как поясняет один из авторов нового исследования Хук-Хуэй Нг (Huck-Hui Ng) из Сингапурского института исследования генома ранее учёные полагали, что эта ДНК является мусорной, поскольку её гены не кодируют никаких белков и, вообще, казалось, не выполняют никаких функций.

В ходе эксперимента выяснилось, что

остатки эндогенного ретровируса HERV-H действительно неактивны в зрелых клетках, зато играют существенную роль в развитии клеток эмбриональных. Более того, они являются ключевым ингредиентом, необходимым для развития плюрипотентности.

Учёные подвергли человеческие стволовые клетки воздействию РНК, которая подавляет активность включений HERV-H. После этого стволовые клетки перестали вести себя обычным образом и не подавали признаков плюрипотентности.

Вместо этого они стали больше похожи на фибробласты, клетки соединительных тканей организма.

В статье, опубликованной в журнале Nature Structural and Molecular Biology, сообщается, что супрессия (подавление) HERV-H также остановила производство белков, отвечающих за плюлипотентность.

Рис. 2. Ретровирусы, как выяснилось, играют ключевую роль в развитии человеческих клеток (иллюстрация Wikimedia Commons).

«Дальнейшее понимание того, как функционирует код HERV-H, поможет нам в разработке рабочего метода химической конвертации обычных клеток в плюрипотентные, что в дальнейшем станет новым словом в регенеративной медицине», — утверждает соавтор исследования Гийом Бурк (Guillaume Bourque) из университета МакГилла в Монреале.

Поскольку присутствие в ДНК тысячи копий HERV-H уникально для человека и человекообразных приматов, эволюционные биологи предполагают, что внедрение ДНК вируса произошло около 20 миллионов лет назад. Интересно, что вирус отвечает за плюрипотентность стволовых клеток лишь у высших приматов, включая людей, но другие животные развиваются без участия ДНК неклеточного агента.

Биологи признают довольно странным тот факт, что за столь существенный процесс, как развитие клеток, отвечает структура, привнесённая извне. Этот процесс ещё до конца не изучен, но приятно осознавать одно: несмотря на то, что вирусы постоянно манипулируют хозяйскими клетками, как только проникнут в организм, наши тела эволюционно адаптировались к использованию инфекционных агентов в своих собственных интересах.