„Rezultatele noastre arată cum genele care au apărut recent pot conferi funcții esențiale pentru dezvoltarea umană”, scriu biologii de la Universitatea Stanford, Raquel Fueyo și colegii săi, în lucrarea lor.
Fueyo și echipa sa au folosit o minge de celule stem induse să imite un blastocist, faza de dezvoltare embrionară de aproximativ cinci zile după fertilizare. Acest model 3D, sau blastoid, replică stadiul de dezvoltare imediat înainte ca embrionul să se implanteze în mucoasa uterină.
Când cercetătorii au dezactivat un grup de gene de virus rămase cunoscute sub numele de LTR5Hs, modelul embrionar s-a transformat fie într-un conglomerat dezorganizat de celule, fie a murit. Fără LTR5Hs, stratul mijlociu (epiblastul) al blastoidului stratificat în trei țesuturi nu s-a format corect.
Până la 9% din ADN-ul nostru este compus din material genetic provenit de la invadatorii virali antici. Aceste resturi de retrovirus endogen au infiltrat materialul genetic al celulelor de reproducere ale strămoșilor noștri cu milioane de ani în urmă și sunt acum integrate permanent în planurile noastre genetice.
LTR5Hs au apărut în linia noastră ancestrală acum aproximativ 5 milioane de ani, după ce oamenii și alte maimuțe mari s-au despărțit de maimuțele „lumii vechi”, precum babuini și macaci.
Deși acest lucru poate părea de mult timp, din punct de vedere evolutiv, aceasta este o schimbare relativ recentă în genomul nostru.
„Multe dintre inserțiile genomice LTR5Hs în genomul uman sunt unice pentru propria noastră specie”, explică Fueyo și echipa sa.
„Am arătat că activitatea [LTR5Hs] este necesară pentru formarea blastoidului și identitatea liniilor.”
Cercetătorii au descoperit că această genă reglatoare este responsabilă pentru creșterea expresiei altor secvențe din apropiere, inclusiv o genă cunoscută sub numele de ZNF729, care joacă un rol cheie în multiplicarea celulelor stem și în determinarea identității celulare. O expresie scăzută a ZNF729 duce la formarea incorectă a unui întreg strat de țesut embrionar.
Echipa bănuiește că, prin sporirea ZNF729, grupul de gene LTR5H a făcut-o mai „lipicioasă”, oferind strămoșilor noștri un avantaj evolutiv semnificativ.
„Aceste observații sugerează că remodelarea evolutivă a rețelelor gene-regulatoare poate rezulta nu numai în inovații specifice speciei, dar poate crea și noi dependențe și poate conferi esențialitate elementelor și genelor reglatorii recent apărute”, concluzionează cercetătorii.
Această cercetare a fost publicată în revista Nature.
ScienceAlert
Online Editor RevistaSanatatii.ro. Pasionata de domeniul sanatatii din copilarie. Visul ei este sa se eradicheze batranetea prin noile descoperiri stiintifice.