Парк Плиоценского Периода

[shvarz]

Ну вот, эмбарго вроде сняли, теперь могу рассказать про то, чем у нас в лабе занималась одна студентка.

Примерно 4 миллиона лет тому назад, когда наши предки и предки современных шимпанзе жили еще рядом, но уже между собой не скрещивались, среди обезьян гулял некий ретровирус. Мы знаем об этом потому, что (как я уже писал) ретровирусы встраивают свой геном в нашу ДНК и когда это случается в наших половых клетках, то копия вируса остается в ДНК всех наших потомков. Анализ ДНК современных шимпанзе, горилл, бабуинов и макак находит массу деффектных копий этого конкретного ретровируса, который назвали PtERV1 (Pan trogloditis endogenous retrovirus 1). Тем более поразительно, что в человеческой ДНК этот ретровирус отсутствует совершенно - ни одной копии!

Как такое могло получиться? Точно мы не знаем. Но можем предположить, что наши предки особенно тяжело переносили заражение этим вирусом и умирали. Даже если бы вирус встраивался в их половые клетки, то он бы не передавался по наследству. Но кто-то из наших предков очевидно выжил, иначе бы нас с вами тут не было. Выжить могли либо те, кому повезло не подхватить этот вирус, либо те, кто мог успешно с вирусом справляться. Не подхватить этот вирус было практически невозможно - он бродил по Африке несколько миллионов лет. Поэтому наш начальник со студенткой предположили, что выжили лишь те, кто был устойчив к этой заразе.

Один из самых первых барьеров на пути ретровирусной инфекции в нашем организме - белок TRIM5a, который постоянно присутствует в наших клетках. Он узнает ретровирусный капсид - белковую капсулу, в которую заключена вирусная РНК. Что он с ней делает точно еще не известно (это сейчас очень горячая тема для исследований), но в результате вирус заразить клетку не может. Если гипотеза верна, то TRIM5a современного человека должен очень хорошо защищать наши клетки от инфекции PtERV1. Но как это проверить? Ведь вирус этот уже несколько миллионов лет как не существует. Студентка пошла к профессору в соседней лабе, который занимается филогенетическими деревьями - анализом родственности разных последовательностей ДНК, и этот профессор по существующим в геноме шимпанзе деффектным копиям этого вируса восстановил последовательность вируса в том виде, в каком он существовал 4 миллиона лет назад. Студентка по этой последовательности восстановила капсид PtERV1 и проверила, насколько хорошо его узнает человеческий TRIM5a.

Оказалось - очень хорошо узнает! А TRIM5a из шимпанзе - плохо! Все получилось "как предсказывали большевики". Но студентка на этом не остановилась, а сделала еще один шаг. Дело в том, что наш TRIM5a очень плохо узнает капсид HIV, отчего мы им и болеем в таких масштабах. А TRIM5a из шимпанзе отлично распознает HIV. Так вот, студентка задалась вопросом - а нет ли тут обратной корреляции? И оказалось, что действительно есть! Среди целой кучи протестированных TRIM5a (из разных видов обезьян), те которые хорошо защищают клетки от HIV - плохо защищают от PtERV1. И наоборот - хорошая защита от PtERV1 означает плохую защиту от HIV. То есть то, что наши предки хорошо могли бороться с PtERV1 четыре миллиона лет назад привело к тому, что сегодня мы очень плохо справляемся с HIV.

Отсюда следует глобальный вывод: наша способность бороться с вирусными инфекциями сегодня во многом зависит от вирусных инфекций, гулявших среди наших предков миллионы лет назад.

Статья, описывающая все, о чем я вам поведал выше, выйдет завтра в журнале Science.

Update: А товарищи из Nature, кстати, на которых у меня ссылка в самом первом предложении, все переврали - там в каждом абзаце минимум по одной ошибке. Вот здесь гораздо лучше все написано: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2007-06/fhcr-ars061507.php
Update 2: Статья уже вышла: http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/316/5832/1756

Comments

[ygam.livejournal.com]

Ух ты!

[shaggy.livejournal.com]

wow!

[2-kopeiki.livejournal.com]

А сосуществовать в одном организме эти два варианта TRIM5a не могут?

[shvarz.livejournal.com]

Могут, если произойдет мутация и ген, кодирующий TRIM5a будет случайно дуплицирован в ДНК. Тогда одна копия может бороться с HIV, а другая - с PtERV1. У нас, кстати, такое уже происходило и не раз, что привело к целому семейству TRIM белков, узнающих самые разные вирусы. Просто так уж получилось, что ни один из них не узнает HIV. Или это вышло не случайно, а HIV мутировал так, что стал не распознаваем, когда перешел от обезьян к нам.

[cema.livejournal.com]

Поздравляю. Это очень интересно.

[shvarz.livejournal.com]

Э, меня поздравлять особенно не с чем - я в этой работе участия никакого не принимал :)

А вот интересно - это да!

[http://users.livejournal.com/nightblade_/]

Интересно, а как восстановили последовательность вымершего вируса по деффектным копиям? Просто путем сравнения и отбора фрагментов? :) Сколько же копий понадобилось перебрать?

[shvarz.livejournal.com]

Для этого есть довольно хитрые методы, деталей которых я и сам не знаю. Примитивно это выглядит так - выравниваешь все копии рядом друг с другом и выбираешь наиболее часто повторяющуюся букву. Сравнивали около 130 копий. Это все уже автоматизировано и в принципе делается довольно быстро. Но есть разные хитрости, сложности и заморочки, которые простым смертным недоступны :)

[bogund.livejournal.com]

очень интересная тема. только я не совсем понял, как получена связь защиты клетки от HIV и PtERV1. почему, если TRIM5a защищает от одного вируса, он должен не защищать от другого?

[russian-o.livejournal.com]

Не то, чтобы должен, просто конфигурация белка разная. Ну как ключ, который подходит к одному замку, должен не подходить к другому.

[chertenka-13.livejournal.com]

очень интересно, спасибо!

[biotinilated.livejournal.com]

Класс! Люблю такие работы. Некоторое время назад читал что-то немного похожее по сути.

[shvarz.livejournal.com]

Ага, я знаю этого мужика. С ним, кстати, интересная (но грустная) история приключилась. Один его постдок делал абсолютно те же самые эксперименты что я выше описал. Параллельно с нами. Но у них не было специалиста по эволюции, и когда они собирали последовательность ретровируса, то взяли обычный consensus вместо ancestral sequence. В данном конкретном случае эти две последовательности отличались на одну аминокислоту. Результат - их эксперименты не сработали.

[biotinilated.livejournal.com]

Ничего себе. Интересно!

[arttoosmart.livejournal.com]

Privet!
A vot i na lente.ru pro etop napisali
http://www.medportal.ru/mednovosti/news/2007/06/22/hiv/

:)))))

[shvarz.livejournal.com]

Даже почти не переврали ничего! Так, преувеличили местами...

[the-kot.livejournal.com]

Умная студентка... Удачи ей.

[alpas.livejournal.com]

насколько я могу судить из этой истории, тот популярный факт, что люди заразились HIV от обезьян - полная лажа?

[shvarz.livejournal.com]

Отличный вопрос! :) Он, видимо, вызван моими словами о том, что TRIM5a из шимпанзе хорошо защищает клетки шимпанзе от HIV?

Дело в том, что HIV - вирус человеческий, он приспособлен к человеку. Шимпанзе заражает его близкий родственник - SIV. HIV и SIV очень близки друг к другу. Если мы говорим о TRIM5a, то чувствительность вируса к этому белку определяется всего одной аминокислотой. То есть SIV должен был заразить человека (такие случаи известны), а потом приспособиться к новому хозяину. Для такого быстромутирующего вируса как SIV/HIV это довольно просто.

Так что нет, это не полная лажа - наоборот, это служит дополнительным фактом в пользу этой гипотезы. Ведь это показывает, что ретровирусы вообще довольно активно распространялись среди приматов (включая человека) на протяжении миллионов лет, так что нет ничего удивительного в том, что человек сравнительно недавно подхватил новый вариант этого вируса.

[alpas.livejournal.com]

TRIM5a шимпанзе, получается, SIV не распознаёт, и в их параллельной вселенной протекает аналогичная эпидемия?

[shvarz.livejournal.com]

Не только у шимпанзе, но и у горилл и у бабуинов и у целого ряда мелких африканских обезьян. У каждого вида есть свой (немного отличающийся от других) SIV. Но у всех у них инфекция протекает довольно мягко, без серьезных симптомов. Однако если взять вирус из зеленой мартышки и пересадить в резус-макаку, то макака заболевает типичным СПИДом и быстро умирает, что говорит о том, что вирус не стал в принципе менее зловредным, просто каждый вид обезьян со-существует со своим вирусом уже давно и они приладились друг к другу. HIV - достаточно новый вирус для человека и поэтому болезнь протекает так сурово.

[alpas.livejournal.com]

а просто так вот взять кусок днк, вырезать у обезьяны и приклеить к человеку, чтобы в клетках начал вырабатываться нужный белок, наверное, нельзя? :)

(надеюсь, меня не засуспендят за этот евгенический комментарий, уфф)

[shvarz.livejournal.com]

Можно. Получится генетически-модифицированный человек. Никто такие эксперименты, естественно, не делает. Сначала надо страх перед генетически-модифицированными растениями побороть.

[sha-lun.livejournal.com]

А жаль что не делают, в самом деле. Ну там, не GFP конечно, но например, вырабатывание витамина С включить или типа того.

[ex-asahiju10.livejournal.com]

Ochen, ochen' interesno!!!!

[alpas.livejournal.com]

Shvarz, тут такое дело. мой восьмилетний племянник сегодня выходил из машины и наступил ногой на шприц, валяющийся на земле.
теперь мы все очень переживаем, каковы шансы того, что в шприце могло что-то быть. сколько живёт вирус hiv во внешней среде?
"рану" обработали, визуально в шприце ничего нет, но также и нельзя сказать, когда он был использован. скорее всего прошло уже как минимум полдня с того момента (из предположения, что использован шприц был ночью).
сотрудники скорой помощи (и ещё какой-то антиспид-клиники) приглашают через две недели на сдачу анализов.

вики пишет, что "ВИЧ вирус нестойкий — вне среды организма при высыхании крови (спермы, лимфы и влагалищных выделений) погибает за 1-2 минуты."
насколько это соответствует действительности?

[shvarz.livejournal.com]

Да, это действительно так - ВИЧ очень нестойкий вирус, даже без высыхания он погибает довольно быстро. Надеюсь что все у вас будет в порядке.

[vdinets.livejournal.com]

Супер, я как раз на днях по CNN про это читал, но в настолько популярном виде, что ничего понять было нельзя.

[sergey-adept.livejournal.com]

Рванулся посмотреть что-там такое рассекретили, а там

There is no article with this DOI.

[sergey-adept.livejournal.com]

Сорри, дочитал до УПД

[friendlystrnger.livejournal.com]

и как студентка - защитилась уже? :)

а можно ли...
>Можно. Получится генетически-модифицированный человек
не, запустить вируса, которые в живом-взрослом человеке гуляет по клеткам и встраивает вторую копию TRIM5a в днк? :)

[shvarz.livejournal.com]

Студентка защитилась, конечно :) Она вообще гений.
Про вторую копию вам уже ответили в другом посте - дешевых и безопасных методов пока не существует.

[vasja-iz-aa.livejournal.com]

> А TRIM5a из шимпанзе - плохо! Все получилось "как предсказывали большевики".

Что то я большевиков не понял. Ведь современные обезьяны этим древним вирусом больше не болеют, так? Значит в какой то исторический момент ихняя антивирусная система научилась этот вирус ловить?

[shvarz.livejournal.com]

Это мог быть не TRIM5, а что-то другое.

[vasja-iz-aa.livejournal.com]

я вот какой обзор нашел
http://perspectivesinmedicine.cshlp.org/content/1/1/a006841.abstract

[shvarz.livejournal.com]

Но это не про древние ретровирусы, а про довольно недавние события (вы, кстати, в свое время некоторые из ключевых статей по этой теме раскритиковали :).