Virusuri stravechi, care au infectat vertebratele cu sute de milioane de ani în urma, au jucat un rol crucial în evolutia creierelor avansate si a dimensiunilor corpurilor pe care le vedem în prezent, sugereaza constatarile unui studiu recent.
Aceasta cercetare, publicata în revista „Cell”, examineaza originile mielinei, o membrana asemanatoare cu grasimea, cu rol izolator, ce se formeaza în jurul celulelor nervoase si permite transmiterea mai rapida a impulsurilor electrice.
Potrivit autorilor studiului, o secventa genetica dobândita de la retrovirusuri – virusuri care invadeaza ADN-ul gazdei lor – este cruciala pentru productia de mielina. Iar acest cod se regaseste în prezent la mamifere, amfibieni si pesti.
„Ceea ce mi se pare cel mai remarcabil este ca toata aceasta diversitate de vertebrate moderne cunoscute si dimensiunea pe care au atins-o – elefanti, girafe, anaconde… – nu s-ar fi întâmplat” fara infectarea cu aceste retrovirusuri, a declarat pentru AFP neurologul Robin Franklin de la Altos Labs Cambridge Institute of Science, coautor al studiului.
Cercetatorii au efectuat cautari în bazele de date genomice în încercarea de a descoperi factorii genetici asociati cu productia de mielina. Tanay Ghosh, biolog si genetician care lucreaza cu Franklin, a fost interesat în special de misterioase regiuni „necodificatoare” ale genomului, care nu au nicio functie aparenta si care au fost la un moment dat considerate inutile, dar a caror importanta în evolutie este în prezent recunoscuta.
Cercetarile sale au condus la o secventa derivata dintr-un retrovirus, care se afla de mult timp în genele noastre si pe care cercetatorii au numit-o „Retro Myelin”. Pentru a-si testa descoperirea, ei au efectuat experimente constând în stergerea acestei secvente la sobolani si au observat ca, prin urmare, aceste exemplare nu mai produceau o proteina ne-cesara pentru formarea mielinei.
Reactii mai rapide, corpuri mai mari
Oamenii de stiinta au cautat ulterior secvente similare în genomul altor specii si au gasit un cod similar la vertebratele cu falci – mamifere, pasari, pesti, reptile si amfibieni – dar nu si la vertebratele fara falci sau la nevertebrate. Ei au ajuns la concluzia ca secventa a aparut în arborele vietii aproximativ în acelasi timp cu dezvoltarea falcilor, adica în urma cu aproximativ 360 de milioane de ani. Studiul a fost descris drept o „perspectiva fascinanta” asupra istoriei stramosilor nostri cu falci de catre Brad Zuchero de la Universitatea Stanford, care nu a fost implicat în aceasta cercetare. „Întotdeauna a existat o presiune de selectie pentru ca fibrele nervoase sa conduca mai repede impulsurile electrice”, a subliniat Robin Franklin. „Facând acest lucru mai repede, se poate actiona mai rapid”, a explicat el. Acest lucru este util pentru pradatorii care urmaresc prada sau pentru prada care încearca sa scape.
Mielina face posibila conducerea rapida a acestor semnale fara cresterea în diametru a celulelor nervoase, permitându-le sa fie apropiate. De asemenea, ofera un suport structural, ceea ce înseamna ca nervii pot creste mai mult, permitând dezvoltarea unor membre mai mari.
În absenta mielinei, nevertebratele au gasit alte modalitati de a transmite rapid semnale electrice: calamarul urias, spre exemplu, este dotat cu celule nervoase mai mari.
Virusurile nu sunt exclusiv nocive
Echipa de cercetatori a cautat în cele din urma sa înteleaga daca infectia virala s-a produs doar o data, la o singura specie ancestrala, sau de mai multe ori.
Pentru a raspunde la întrebare, specialistii au analizat secventele „RetroMyelin” de la 22 de specii de vertebrate cu falci. Aceste secvente erau mai asemanatoare în cadrul unei specii decât între specii diferite. Acest aspect sugereaza ca s-au produs mai multe valuri de infectare, contribuind la diversitatea speciilor de vertebrate din prezent, potrivit cercetatorilor. „Avem tendinta de a considera virusurile drept agenti patogeni, agenti cauzatori de boli”, a remarcat Robin Franklin.
Realitatea este însa mai complicata, potrivit acestui specialist. În diferite momente ale istoriei, retrovirusurile au patruns în genom si s-au integrat în celulele aparatului reproducator, permitând transmiterea lor generatiilor urmatoare.
Unul dintre cele mai cunoscute exemple este placenta – caracteristica majoritatii mamiferelor – dobândita de la un agent patogen integrat în genom cu mult timp în urma.
Pentru Tanay Ghosh, aceasta descoperire despre mielina ar putea fi doar primul pas într-un domeniu emergent. „Mai sunt înca multe de înteles despre modul în care aceste secvente influenteaza diferite procese evolutive”, a conchis el.
NICUSOR DINCA
Comentarii