Virusi so znani po svoji sposobnosti povzročanja bolezni, zaradi česar smo šibki in slabovidni, vendar je njihov tesni odnos s človeško biologijo veliko manj znan. Retrovirusi, ki v naše genome vstavljajo genetski material, da se kopirajo, za seboj puščajo gene, ki pomagajo našemu imunskemu sistemu in oblikujejo razvoj zarodkov in posteljice.
Znanstveniki so objavili članek v PLOS Genetics, v katerem so poročali, da sincintin, virusni protein, ki pospešuje nastajanje posteljice, tudi poveča mišično maso pri samcih miši. Te ugotovitve lahko deloma razložijo dolgoletno skrivnost v biologiji: zakaj so samci številnih vrst sesalcev bolj mišični od samic.
"Takoj, ko sem to prebral, mi je začel risati možne posledice," pravi evolucijski biolog Aris Katsurakis z univerze v Oxfordu v Veliki Britaniji.
Virusna zapuščina
Približno 8% od 3 milijard parov A, T, G in C, ki sestavljajo naš DNK, je virusni detritus. Mnogi od teh virusnih ostankov so postali neuporabni smeti, vendar ne vsi, kot kažejo odkritja v zadnjih 15 letih.
Leta 2000 so znanstveniki odkrili, da je sincintin, protein, ki pospešuje nastajanje placente, dejansko virusni protein, ki so si ga ljudje kasneje "izposodili". Sprva je ta virusni protein omogočil, da se retrovirus spoji z gostiteljskimi celicami, tako da je svoj genom odložil v varno citoplazmo. Syncytin se nekoliko razlikuje od starodavne oblike tega proteina; usmeri določene celice posteljice, da se zlijejo s celicami materine matere, da tvorijo zunanjo plast posteljice.
Kasnejše študije so pokazale, da imajo različne skupine sesalcev različne vrste sincintinskega proteina, kar kaže na to, da so sesalci večkrat izposojali retrovirusne beljakovine in jih zamenjali za razvoj posteljice.
Promocijski video:
"Grozno je misliti, da je to celično fuzijo spodbudil virus, ki smo ga pridobili pred 30 milijoni let," pravi Lars-Inge Larsson, patolog na univerzi v Kopenhagnu.
Rastni faktor
Nedavna študija, ki jo je vodil virolog Thierry Heidmann iz Francoskega nacionalnega centra za znanstveno raziskovanje (CNRS) v Villejuifu in Université Paris-Sud v Orsayu, je preučila, kaj se zgodi, ko se sincintin odstrani iz mišjega genoma. Odstranjevanje obeh kopij je bilo usodno, odstranitev sincitina B in zadrževanje sincitina A pa sta bila moška potomca majhna in slaba. Z obema kopijama sincintina so te živali tehtale 18% manj kot stelje.
Znanstveniki so prvotno menili, da je zaradi izgube sincitina nastala poškodovana posteljica, ki je mišem otežila rast pred rojstvom. Kasnejša odkritja v drugih laboratorijih so pokazala, da je bil sincintin aktiven v imunskih celicah in nezrelih mišičnih celicah (mioblastih), pa tudi v posteljici, zato je Heidmann revidiral svojo hipotezo.
Zrele mišične celice so vedele, da so nastale z zlivanjem številnih nezrelih myoblastov. Glede na to, da je celična fuzija vključena v oba procesa, je Heidmann in njegovi sodelavci predlagali, da bi lahko tudi sincintin pri njih igral vlogo. Nadaljnja analiza prejšnjih podatkov je pokazala, da je bilo zmanjšanje telesne teže pri samcih miši brez sincintina B posledica zmanjšanja njihove mišične mase. Celične študije so pokazale, da imajo mišice pri samcih brez beljakovin 20% manj mišičnih vlaken in število jeder v vlaknih kot mišice nedotaknjenih samcev.
"Bili smo zelo, zelo presenečeni, da so razlike pri moških, ne pa pri samicah," pravi Heidmann.
Igranje z mišicami
Poznejši poskusi, ki jih je izvedla Heidmannova skupina, so želeli opazovati mišje mioblaste, ko dozorijo v mišične celice, in pokazali, da sta v tem procesu oba sintetična gena, blokiranje beljakovin pa zmanjša zlivanje celic za več kot 40%. Študije celične kulture pri ovcah, psih in ljudeh so pokazale podobno zmanjšanje fuzijske funkcije mioblastov, ko so znanstveniki blokirali delovanje sintecina.
"To je prvi močan pokazatelj, da imajo proterovirusni ovojnice pomembno vlogo zunaj posteljice," pravi Cedric Feshot, evolucijski biolog z univerze v Utahu v Salt Lake Cityju.
Heidmann poudarja, da sintezini niso edini pomembni beljakovine pri fuziji mišic in da njegova skupina še vedno ne ve, zakaj ti proteini spodbujajo mišično rast pri moških, ne pa pri ženskah. In glede na to, da so sintezine v miših jemali iz popolnoma drugačnih virusov kot tisti pri ljudeh, Feshot svetuje, naj ne domnevajo, da so enako pomembni za razvoj človeških mišic.
Kljub temu je, pravi, jasno, da so ti virusni proteini, raztreseni po našem genomu, veliko pomembnejši, kot bi kdo ugibal.
"To, kar vidimo, je verjetno le vrh ledene gore," pravi Feshot.
ILYA KHEL