Virusuri străvechi, care au infectat vertebratele cu sute de milioane de ani în urmă, au jucat un rol crucial în evoluția creierelor noastre avansate și a dimensiunilor corpurilor pe are le avem în prezent, sugerează constatările unui studiu recent, citate de AFP.
Această cercetare, publicată joi în revista Cell, examinează originile mielinei, o membrană asemănătoare cu grăsimea, cu rol izolator, ce se formează în jurul celulelor nervoase și permite transmiterea mai rapidă a impulsurilor electrice.
Potrivit autorilor studiului, o secvență genetică dobândită de la retrovirusuri – virusuri care invadează ADN-ul gazdei lor – este crucială pentru producția de mielină. Iar acest cod se regăsește în prezent la mamifere, amfibieni și pești.
„Ceea ce mi se pare cel mai remarcabil este că toată această diversitate de vertebrate moderne cunoscute și dimensiunea pe care au atins-o – elefanți, girafe, anaconde… – nu s-ar fi întâmplat” fără infectarea cu aceste retrovirusuri, a declarat pentru AFP neurologul Robin Franklin de la Altos Labs Cambridge Institute of Science, coautor al studiului.
Cercetătorii au efectuat căutări în bazele de date genomice în încercarea de a descoperi factorii genetici asociați cu producția de mielină.
Tanay Ghosh, biolog și genetician care lucrează cu Franklin, a fost interesat în special de misterioase regiuni „necodificatoare” ale genomului, care nu au nicio funcție aparentă și care au fost la un moment dat considerate inutile, dar a căror importanță în evoluție este în prezent recunoscută.
Cercetările sale au condus la o secvență derivată dintr-un retrovirus, care se află de mult timp în genele noastre și pe care cercetătorii au numit-o „RetroMyelin”.
Pentru a-și testa descoperirea, ei au efectuat experimente constând în ștergerea acestei secvențe la șobolani și au observat că, prin urmare, aceste exemplare nu mai produceau o proteină necesară pentru formarea mielinei.
Reacții mai rapide, corpuri mai mari
Oamenii de știință au căutat ulterior secvențe similare în genomul altor specii și au găsit un cod similar la vertebratele cu fălci – mamifere, păsări, pești, reptile și amfibieni – dar nu și la vertebratele fără fălci sau la nevertebrate.
Ei au ajuns la concluzia că secvența a apărut în arborele vieții aproximativ în același timp cu dezvoltarea fălcilor, adică în urmă cu aproximativ 360 de milioane de ani.
Studiul a fost descris drept o „perspectivă fascinantă” asupra istoriei strămoșilor noștri cu fălci de către Brad Zuchero de la Universitatea Stanford, care nu a fost implicat în această cercetare.
„Întotdeauna a existat o presiune de selecție pentru ca fibrele nervoase să conducă mai repede impulsurile electrice”, a subliniat Robin Franklin. „Făcând acest lucru mai repede, se poate acționa mai rapid”, a explicat el. Acest lucru este util pentru prădătorii care urmăresc prada sau pentru prada care încearcă să scape.
Mielina face posibilă conducerea rapidă a acestor semnale fără creșterea în diametru a celulelor nervoase, permițându-le să fie apropiate.
De asemenea, oferă un suport structural, ceea ce înseamnă că nervii pot crește mai mult, permițând dezvoltarea unor membre mai mari.
În absența mielinei, nevertebratele au găsit alte modalități de a transmite rapid semnale electrice: calamarul uriaș, spre exemplu, este dotat cu celule nervoase mai mari.
Virusurile nu sunt exclusiv nocive
Echipa de cercetători a căutat în cele din urmă să înțeleagă dacă infecția virală s-a produs doar o dată, la o singură specie ancestrală, sau de mai multe ori.
Pentru a răspunde la întrebare, specialiștii au analizat secvențele „RetroMyelin” de la 22 de specii de vertebrate cu fălci. Aceste secvențe erau mai asemănătoare în cadrul unei specii decât între specii diferite.
Acest aspect sugerează că s-au produs mai multe valuri de infectare, contribuind la diversitatea speciilor de vertebrate din prezent, potrivit cercetătorilor.
„Avem tendința de a considera virusurile drept agenți patogeni, agenți cauzatori de boli”, a remarcat Robin Franklin.
Realitatea este însă mai complicată, potrivit acestui specialist. În diferite momente ale istoriei, retrovirusurile au pătruns în genom și s-au integrat în celulele aparatului reproducător, permițând transmiterea lor generațiilor următoare.
Unul dintre cele mai cunoscute exemple este placenta – caracteristică majorității mamiferelor – dobândită de la un agent patogen integrat în genom cu mult timp în urmă.
Pentru Tanay Ghosh, această descoperire despre mielină ar putea fi doar primul pas într-un domeniu emergent. „Mai sunt încă multe de înțeles despre modul în care aceste secvențe influențează diferite procese evolutive”, a conchis el.
Lasă un răspuns