Людина походить від вірусів

Сьогодні вже відомо, що гени, найважливіший елемент передання у спадщину інформації, туляться на жалюгідних двох відсотках людської ДНК, у той час як більша частина геному, так званим, сміттям. 

«Сміттєві послідовності», junk sequences - ненаукова, але дуже поширена назва тих ділянок ДНК, які не несуть генів і чия функція ще невідома або встановлена не повністю. Чому ж у геномі залишилися непотрібні ділянки? Невже за мільйони років дії природного відбору не можна, врешті-решт, викинути «сміття»? Адже копіювання ДНК - енерговитратний процес. 

Багато хто і не підозрює, що в той час як людство всіма силами намагається позбавити себе від вірусів, ворог уже спокійнісінько розташувався в самому нашому геномі. Причому віруси мають у людській ДНК вельми солідне представництво - вони займають близько 8% всієї ДНК, так що, можна сказати, людина походить не тільки від мавпи, а  й, якоюсь мірою, від вірусу.

Віруси, що містяться в геномі, називаються ендогенними, тобто внутрішніми, ретровірусами. Вони відносяться до групи ретровірусів, що отримала своє ім'я за спроможність повертати назад процес транскрипції. До того як був вивчений життєвий цикл цього типу вірусів, передбачалося, що єдиний можливий напрям передачі генетичної інформації - ДНК -> РНК -> білок. Тим не менше ретровірусу вдається розгорнути перший етап цієї схеми в зворотному напрямку. 



На відміну від всіх клітинних організмів, у ретровірусів спадкова інформація зберігається у вигляді РНК, а не ДНК. При зараженні, РНК потрапляє в клітину, де вірусний фермент зчитує з неї ДНК-копію геному. Одержаний ДНК-фрагмент потім вбудовується в клітинну ДНК, після чого вірус стає повноправною її частиною (така вірусна послідовність, вбудована в клітинну ДНК, називається провірусом). Тепер якщо клітина ділиться, то кожен її нащадок буде містити копію провірусу. Крім ендогенних, до групи ретровірусів входять також екзогенні віруси, з яких найбільш відомий вірус імунодефіциту людини (ВІЛ), асоційований з синдромом набутого імунодефіциту (СНІД).
Ендо- і екзогенні ретровіруси мають різні стратегії розповсюдження. Екзогенні ретровіруси інфікують соматичні (нестатеві) клітини заражених особин. У цьому випадку провірус передасться нащадкам клітини, в якій він опинився, але не нащадкам організму. Ендогенним, навпаки, колись вдалося заразити саме статеві клітини, в результаті чого вони міцно закріпилися в геномі. За багато мільйонів років, що минули з моменту закріплення в геномі людини ендогенним вірусам, більшість з них повністю втратила активність. Багато з них ослабли в результаті мутацій, багато втратили фрагменти генів або навіть всі гени. Тільки характерні для ретровірусів виду. Численні вкраплення вірусних генів у людській ДНК говорять про те, що вторгнення ЕРВ (ендогенних ретровірусів) почалося десятки мільйонів років тому. Наймолодший з виявлених ЕРВ - вірус HERV-K113. Він був виявлений у 29% населення Землі

Науковою сенсацією стало виявлення вірусоподібних частинок в плаценті. Вчені знайшли безліч свідчень того, що плацента має вірусне походження.  

За довгі мільйони років співіснування вірусного і людського геномів між ними можуть сформуватися партнерські відносини. З одного боку, вірус зберігає частину своєї активності, з іншого, організм вчиться обертати шкоду на благо. Корисна функція, принесена вірусом і дає організму переваги, які закріплюються і підтримуються в процесі відбору.

На радісній картині одомашнення вірусів і хотілося б зупинитися. Але врешті-решт, віруси – ворожа нам форма життя, і, проникаючи в геном, вірус в найменшій мірі прагне принести користь людству, тому результати його діяльності можуть бути найрізноманітнішими. Так, вірус грипу почекає, поки його жертва ще день сходить на роботу, незважаючи на невеликий нежить, ВІЛ затамовується, поки носій не передасть його статевим шляхом, а ЕРВ, слідуючи цій логіці, повинні ховатися ще довше, викликаючи тільки хвороби, які повільно розвиваються, хвороби, які не повинні перешкодити носію розмножуватися. Таких відносно пізніх хвороб досить багато, і в даний момент ЕРВ підозрюються в причетності, принаймні, до десятка з них.

Злиття геномів ретровірусу і господаря відбувається у випадковому місці. Це означає, що вірус може розташуватися посередині якого-небудь гену. Подібні події, без сумніву, мали місце, і не раз, в процесі утворення сучасного геному людини.

Отже, ми почали з того, що ЕРВ - один з типів послідовності, які відносяться до «сміттєвої» ДНК. Але, погодьтеся, у світлі всього вищесказаного називати ЕРВ сміттям зовсім несправедливо. Так, роль ЕРВ в еволюції і їхні функції поки достатньо не вивчені, але можна сказати напевно, що ми ще багато чого довідаємося про цю групу вірусів, яка стала одним цілим з геномом. Еволюція людського геному триває, і віруси вносять той елемент випадковості, який може і погубити вид, і вивести його на новий рівень розвитку.