Drevni virusi koji su zarazili kičmenjake prije stotina milijuna godina odigrali su ključnu ulogu u evoluciji naših naprednih mozgova i velikih tijela, navodi se u studiji objavljenoj u časopisu Cell u četvrtak. Istraživanje je proučavalo podrijetlo mijelina, izolacijskog sloja masnog tkiva koji se formira oko živaca i omogućuje brže putovanje električnih impulsa.

Prema autorima, genski slijed stečen od retrovirusa - virusa koji napadaju DNK svog domaćina - ključan je za proizvodnju mijelina, a taj se kod sada nalazi u modernih sisavaca, vodozemaca i riba.

"Ono što smatram najznačajnijim jest da sva raznolikost modernih kičmenjaka koju poznajemo i veličina koju su postigli - slonovi, žirafe, anakonde, bikovske žabe, kondori - ne bi se dogodili", rekao je stariji autor i neuroznanstvenik Robin Franklin iz Altos Labs-Cambridge Instituta za znanost AFP-u, piše Science Alert.

Interesantno

Tim koji vodi Tanay Ghosh, računalni biolog i genetičar u Franklinovom laboratoriju, pretražio je baze podataka genoma kako bi otkrio gene koji su vjerojatno povezani s stanicama koje proizvode mijelin.

Konkretno, zanimalo ga je istraživanje misterioznih "ne-kodirajućih područja" genoma koja nemaju očiglednu funkciju i nekada su odbačena kao smeće, ali se sada prepoznaju kao imajući evolucijski značaj. Ghoshevo istraživanje naišlo je na određeni slijed koji potječe od endogenih retrovirusa, koji dugo vrebaju u našim genima, a koji je tim nazvao "RetroMyelin".

Kako bi testirali svoje otkriće, istraživači su proveli eksperimente u kojima su suzbili slijed RetroMyelin u staničnim kulturama štakora i otkrili da više nisu proizvodili osnovni protein potreban za formiranje mijelina. Sljedeće su potražili slične sekvence poput RetroMyelina u genomima drugih vrsta, pronalazeći slične kodove u čeljustastih kičmenjaka - drugim sisavcima, pticama, ribama, gmazovima i vodozemcima - ali ne i u besčeljustastih kičmenjaka ili beskralježnjaka.

Evolucija

To ih je navelo da vjeruju da se slijed pojavio u stablu života oko istog vremena kao i čeljusti, koje su se prvi put pojavile prije otprilike 360 milijuna godina u devonskom periodu, nazvanom Dobom riba.

"Uvijek je postojao evolucijski pritisak za brže vođenje električnih impulsa živaca", rekao je Franklin. "Ako to rade brže, onda možete djelovati brže", dodao je, što je korisno i za grabljivice koje pokušavaju uhvatiti plijen i za plijen koji pokušava pobjeći.

Mijelin omogućuje brzo vođenje impulsa bez proširivanja promjera živčanih stanica, omogućujući im da budu pakirani bliže zajedno. Također pruža strukturnu potporu, što znači da se živci mogu produžiti, omogućujući dulje udove. U odsustvu mijelina, beskralježnjaci su pronašli druge načine za brže prijenos signala - na primjer, gigantski lignji su evoluirale šire živčane stanice.

Znanstvenike godinama zbunjivala jeziva drevna životinja pronađena u Alpama: Sada konačno znaju što je to

Zahvalni smo virusima

Na kraju, tim je želio saznati je li se retrovirusna infekcija dogodila jednom, jednom jedinom predakom, ili se dogodila više puta. Koristili su računalne metode za analizu sekvenci RetroMyelina kod 22 vrste čeljustastih kičmenjaka, pronalazeći da su sekvence bile sličnije unutar nego između vrsta, što sugerira višestruke valove infekcije.

"Obično se misli na viruse kao patogene, ili uzročnike bolesti", rekao je Franklin. Ali stvarnost je složenija, rekao je: u različitim su se povijesnim trenucima retrovirusi integrirali u genomi i ugrađivali se u reproduktivne stanice vrsta, omogućavajući im da se prenose na buduće generacije.

Jedan od najpoznatijih primjera je posteljica - jedna od ključnih karakteristika većine sisavaca - koju smo stekli od patogena ugrađenog u naš genom u dalekoj prošlosti - i postoji još mnogo otkrića koja čekaju da budu otkrivena, rekao je Ghosh.

Brad Zuchero, neuroznanstvenik sa Sveučilišta Stanford koji nije povezan s istraživanjem, rekao je da ono "popunjava glavni dio slagalice o tome kako je mijelin nastao tijekom evolucije", nazivajući rad "uzbudljivim i prosvjetljujućim".