U zadnjih nekoliko desetljeća znanstvenici su otkrili da je jedan od ključnih gena odgovoran za formiranje placente – organa koji povezuje majku i plod – potekao iz virusa. Taj gen, poznat pod imenom syncytin, potječe od retrovirusa koji je prije više od sto milijuna godina zarazio pretke današnjih sisavaca. Nakon što se virus integrirao u njihov genomski materijal, njegov gen za proteinsku fuziju preuzeo je potpuno novu ulogu: spajanje stanica u jedinstvenu sinicijsku strukturu placente. Ovaj članak objašnjava kako je došlo do tog evolucijskog preokreta, zašto je od iznimne važnosti te koje su posljedice za naše razumijevanje biološke evolucije.
Sadržaj...
Retrovirusi i njihova sposobnost integracije u DNA domaćina
Retrovirusi su posebna skupina virusa čija je genetska informacija pohranjena u obliku ribonukleinske kiseline (RNA). Tijekom infekcije oni pretvaraju svoju RNA u DNA pomoću enzima reverzne transkriptaze, a zatim tu DNA integriraju u genom stanice domaćina. Ovaj proces, poznat kao endogenizacija, može dovesti do trajnog nasljeđivanja virusnih sekvenci kroz generacije.
U slučaju sisavaca, jedan takav retrovirus zarazio je zajedničkog pretka placentiranih sisavaca prije otprilike 100 milijuna godina. Umjesto da ostane patogeni, virusni gen je preživio u genomu i, kroz prirodnu selekciju, preuzeo funkciju koja je bila korisna za organizam.
Syncytin – od virusnog proteina do ključnog faktora placente
Glavni kandidat za ovu transformaciju je gen syncytin, koji kod retrovirusa kodira protein za fuziju membrana – mehanizam kojim virus ulazi u stanicu. Kada je taj gen preuzet u genom sisavca, njegova funkcija se preusmjerila na spajanje trofoblastnih stanica u sinicijum, višestruko jezgrenu strukturu koja omogućuje razmjenu hranjivih tvari i plinova između majke i fetusa.
U placenti, syncytin djeluje kao „ljepilo“ koje spaja stanice u kontinuiranu barijeru, sprječavajući prolazak štetnih tvari, a istovremeno omogućuje prolaz nutrijenata. Bez ovog proteina, razvoj placente bi bio znatno otežan, a trudnoća ne bi mogla uspješno završiti.
Dokazi iz molekularne biologije i evolucijske genetike
Mnogi dokazi ukazuju na to da je gen syncytin zaista preuzet iz retrovirusa. Na primjer, sekvence DNK koje kodiraju ovaj protein nalaze se u genomima svih sisavaca, a njihova struktura je vrlo slična onoj kod retrovirusnih proteina za fuziju. Osim toga, mutacije u ovom genu mogu uzrokovati poremećaje u razvoju placente, što dodatno potvrđuje njegovu ključnu ulogu.
Otkriće da je gen syncytin potekao iz retrovirusa otvara nova pitanja o prirodi evolucije. Kako je virusni gen mogao preživjeti u genomu i preuzeti novu funkciju? Što je točno omogućilo da postane ključni dio ljudske evolucije? Ovi su pitanja još uvijek predmet aktivnih istraživanja, ali otkriće nudi novu perspektivu na evoluciju i naše mjesto u prirodi.
Zaključak
Otkriće da je gen syncytin potekao iz retrovirusa predstavlja jedan od najzanimljivijih primjera evolucije. Ovo otkriće ne samo da objašnjava kako je došlo do formiranja placente, već i otvara
