Drevni virus prije četiri miliona godina možda uticao na razvoj čimpanzinog mozga

Ljudi i čimpanze genetski su vrlo slični — nakon pet do šest miliona godina odvojenog razvoja od zajedničkog pretka, samo 1,2 posto DNK razlikuje dvije vrste. Ipak, ljudski mozak je oko tri puta veći. Novo istraživanje objavljeno u časopisu Science Advances sugeriše da je dio odgovora u drevnom virusu koji je zarazio čimpanze, ali ne i ljude.

Virus koji je ostavio trag u genomu

Retrovirus PTERV1 (endogeni retrovirus čimpanze) prije oko četiri miliona godina zarazio je čimpanze i druge afričke majmune, ali ne i ljude. Zašto su ljudi izbjegli infekciju nije jasno, iako postoje teorije — možda je ljude štitio jedinstven antivirusni protein TRIM5α ili su preci dviju vrsta u trenutku pandemije živjeli na različitim mjestima. Nova studija ne nastoji odgovoriti na to pitanje, ali otkriva konkretan efekat koji je infekcija imala na razvoj čimpanzinog mozga.

Virus je u genom čimpanzi unio DNK sekvence koje su i danas aktivne, objasnila je vodeća autorica studije Patricia Gerdes za ScienceAlert. "Željeli smo razumjeti kako su ljudski i čimpanzini mozgovi mogli evoluirati različito kada je toliko njihovih gena za stvaranje proteina slično", rekla je ona. "Znali smo da drevni virusi mogu ostaviti DNK u genomu i da ti ostaci mogu uticati na obližnje gene."

Uloga gena LINC00662

I ljudi i čimpanze imaju molekul LINC00662, koji nastaje iz DNK i daje ćelijama uputstva za izgradnju određenog proteina. "Pronašli smo ga aktivnim tokom ranog razvoja ljudskog mozga, a naši eksperimenti sugerišu da pomaže ljudskim moždanim ćelijama da sazrijevaju i razvijaju nastavke", pojasnila je Gerdes. Kod čimpanza virus je trag ostavio upravo na tom genu.

U eksperimentima na ljudskim moždanim organoidima — sitnim grupacijama ćelija uzgojenim u laboratoriji kao istraživački model — kada su istraživači isključili LINC00662, neuroni i njihovi nastavci, dendriti i aksoni koji prenose informacije kroz mozak, nisu sazrijevali niti rasli tako obilno kao kada je gen netaknut.

Gerdes je objasnila da bi, da su ljudi imali istu inserciju, ona vjerovatno isključila LINC00662 i izmijenila razvoj moždanih ćelija. "Ali ne možemo predvidjeti da bi to proizvelo određeni oblik mozga, sposobnost ili ponašanje. Efekat bi mogao zavisiti i o okolnoj ljudskoj DNK i drugim genima", upozorila je.

U eksperimentu je uklanjanje insercije iz matičnih ćelija čimpanze obnovilo aktivnost LINC00662, što pokazuje da virusni unos doprinosi isključivanju tog gena. To, međutim, ne dokazuje da bi njegovo uklanjanje promijenilo razvoj mozga, istakla je Gerdes, dodajući da razlike u mozgu nastaju iz mnogih genetskih i razvojnih uticaja te da uklanjanje insercije iz odraslog mozga ne bi poništilo njegov raniji razvoj.

Studija ne odgovara ni na pitanje svih uloga LINC00662 u ljudskom tijelu niti šta gubitak njegove aktivnosti znači za čimpanze u cjelini. Ipak, dodaje dokaze da su retrovirusne insercije doprinijele razlikama između ljudi i čimpanza — i pokazuje koliki uticaj virusi mogu imati na evoluciju života na Zemlji.