Без древних вирусов мы были бы хаотичным сгустком клеток. Буквально

Человеческий геном хранит в себе отголоски далёкого прошлого. Почти девятая его часть — это следы древних вирусов, которые миллионы лет назад заражали наших предков и навсегда встроились в наследственный код. Эти участки называют эндогенными ретровирусами (ERV). Долгое время их считали «мусорной» ДНК, не имеющей значения для организма. Однако новое исследование показало обратное: по крайней мере один из таких фрагментов оказался жизненно необходим на самых ранних стадиях развития человека.

Изучить роль ERV в формировании эмбриона напрямую невозможно по этическим причинам. Чтобы обойти это ограничение, команда использовала бластоиды — трёхмерные структуры из стволовых клеток, которые воспроизводят ключевые черты и типы клеток настоящей бластоцисты. Бластоциста формируется на пятый–седьмой день после оплодотворения и представляет собой шар из нескольких десятков клеток, готовящихся к имплантации в стенку матки.

В центре внимания исследователей оказалась группа эндогенных ретровирусов HERVK LTR5Hs. Они проникли в ДНК человека сравнительно недавно по меркам эволюционной генетики — после того, как наша линия отделилась от древних обезьян Старого Света. Чтобы понять, какую функцию выполняют эти вставки, учёные применили современные генетические технологии, работающие как молекулярные «ножницы»: одни элементы они временно отключали, другие полностью удаляли. Результат оказался однозначным. Бластоиды либо погибали, либо превращались в хаотичные сгустки клеток. Это стало прямым доказательством того, что вирусные вставки критически важны на доклинической стадии развития — до имплантации эмбриона.

Следующий шаг — выяснить, что именно происходит внутри клеток. Выяснилось, что LTR5Hs функционируют как мощные энхансеры: они усиливают активность соседних генов. При подавлении этих вирусных последовательностей резко снижалась экспрессия генов, связанных с эпибластом — слоем клеток, из которого впоследствии формируется собственно зародыш. Иными словами, именно древняя вирусная ДНК управляет инструкциями, задающими фундаментальные процессы раннего развития.

Особое внимание учёные обратили на ген ZNF729. Оказалось, что одна уникальная для человека вставка LTR5Hs играет роль своеобразного «главного ключа», запускающего его работу. Этот ген контролирует базовые клеточные функции — рост и обмен веществ. Без активации, обеспечиваемой вирусным фрагментом, процессы останавливаются, и нормальное развитие невозможно. Таким образом, в геноме человека древний вирусный элемент выполняет центральную роль, определяя судьбу будущего организма.

Авторы подчёркивают: их работа показывает, как сравнительно недавние в эволюции мобильные элементы, которые миллионы лет назад могли казаться паразитическими, становятся незаменимыми для самого существования вида. Древние вирусы, однажды внедрившись в ДНК, превратились в важные регуляторы, без которых не может начаться жизнь человека.