Descoperire fascinantă despre virusurile ne-au modelat creierul

Virusuri străvechi, care au infectat vertebratele cu sute de milioane de ani în urmă, au jucat un rol crucial în evoluţia creierelor noastre avansate şi a dimensiunilor corpurilor pe are le avem în prezent, sugerează constatările unui studiu recent.

Această cercetare, publicată joi în revista Cell, examinează originile mielinei, o membrană asemănătoare cu grăsimea, cu rol izolator, ce se formează în jurul celulelor nervoase şi permite transmiterea mai rapidă a impulsurilor electrice.

Potrivit autorilor studiului, o secvenţă genetică dobândită de la retrovirusuri – virusuri care invadează ADN-ul gazdei lor – este crucială pentru producţia de mielină. Iar acest cod se regăseşte în prezent la mamifere, amfibieni şi peşti.

„Ceea ce mi se pare cel mai remarcabil este că toată această diversitate de vertebrate moderne cunoscute şi dimensiunea pe care au atins-o – elefanţi, girafe, anaconde… – nu s-ar fi întâmplat” fără infectarea cu aceste retrovirusuri, a declarat pentru AFP neurologul Robin Franklin de la Altos Labs Cambridge Institute of Science, coautor al studiului.

Cercetătorii au efectuat căutări în bazele de date genomice în încercarea de a descoperi factorii genetici asociaţi cu producţia de mielină.

Tanay Ghosh, biolog şi genetician care lucrează cu Franklin, a fost interesat în special de misterioase regiuni „necodificatoare” ale genomului, care nu au nicio funcţie aparentă şi care au fost la un moment dat considerate inutile, dar a căror importanţă în evoluţie este în prezent recunoscută.

Cercetările sale au condus la o secvenţă derivată dintr-un retrovirus, care se află de mult timp în genele noastre şi pe care cercetătorii au numit-o „RetroMyelin”.

Pentru a-şi testa descoperirea, ei au efectuat experimente constând în ştergerea acestei secvenţe la şobolani şi au observat că, prin urmare, aceste exemplare nu mai produceau o proteină necesară pentru formarea mielinei.

– Reacţii mai rapide, corpuri mai mari –

Oamenii de ştiinţă au căutat ulterior secvenţe similare în genomul altor specii şi au găsit un cod similar la vertebratele cu fălci – mamifere, păsări, peşti, reptile şi amfibieni – dar nu şi la vertebratele fără fălci sau la nevertebrate.

Ei au ajuns la concluzia că secvenţa a apărut în arborele vieţii aproximativ în acelaşi timp cu dezvoltarea fălcilor, adică în urmă cu aproximativ 360 de milioane de ani.

Studiul a fost descris drept o „perspectivă fascinantă” asupra istoriei strămoşilor noştri cu fălci de către Brad Zuchero de la Universitatea Stanford, care nu a fost implicat în această cercetare.

„Întotdeauna a existat o presiune de selecţie pentru ca fibrele nervoase să conducă mai repede impulsurile electrice”, a subliniat Robin Franklin. „Făcând acest lucru mai repede, se poate acţiona mai rapid”, a explicat el. Acest lucru este util pentru prădătorii care urmăresc prada sau pentru prada care încearcă să scape.

Mielina face posibilă conducerea rapidă a acestor semnale fără creşterea în diametru a celulelor nervoase, permiţându-le să fie apropiate.

De asemenea, oferă un suport structural, ceea ce înseamnă că nervii pot creşte mai mult, permiţând dezvoltarea unor membre mai mari.

În absenţa mielinei, nevertebratele au găsit alte modalităţi de a transmite rapid semnale electrice: calamarul uriaş, spre exemplu, este dotat cu celule nervoase mai mari.

– Virusurile nu sunt exclusiv nocive –

Echipa de cercetători a căutat în cele din urmă să înţeleagă dacă infecţia virală s-a produs doar o dată, la o singură specie ancestrală, sau de mai multe ori.

Pentru a răspunde la întrebare, specialiştii au analizat secvenţele „RetroMyelin” de la 22 de specii de vertebrate cu fălci. Aceste secvenţe erau mai asemănătoare în cadrul unei specii decât între specii diferite.

Acest aspect sugerează că s-au produs mai multe valuri de infectare, contribuind la diversitatea speciilor de vertebrate din prezent, potrivit cercetătorilor.

„Avem tendinţa de a considera virusurile drept agenţi patogeni, agenţi cauzatori de boli”, a remarcat Robin Franklin.

Realitatea este însă mai complicată, potrivit acestui specialist. În diferite momente ale istoriei, retrovirusurile au pătruns în genom şi s-au integrat în celulele aparatului reproducător, permiţând transmiterea lor generaţiilor următoare.

Unul dintre cele mai cunoscute exemple este placenta – caracteristică majorităţii mamiferelor – dobândită de la un agent patogen integrat în genom cu mult timp în urmă.

Pentru Tanay Ghosh, această descoperire despre mielină ar putea fi doar primul pas într-un domeniu emergent. „Mai sunt încă multe de înţeles despre modul în care aceste secvenţe influenţează diferite procese evolutive”, a conchis el.

Abonează-te acum la canalul nostru de Telegram cotidianul.RO, pentru a fi mereu la curent cu cele mai recente știri și informații de actualitate. Fii cu un pas înaintea tuturor, află primul despre evenimentele importante, analize și povești captivante.