В проведённом исследовании Рюити Оно (Ryuichi Ono) и его коллег из Токийского медицинского университета говорится о гене Peg10, управляющем развитием плаценты и позаимствованным древними млекопитающими у ретротранспозона, происхождение которого идёт от древнего вируса.

При выключенном гене Peg10 у мышиных эмбрионов нарушается развитие плаценты, отчего те погибают на 10-й день после зачатия.

В ходе эксперимента ученые приживили к дефектным зародышам (с выключенным геном Peg10), эмбриональные клетки с включенным геном Peg10, благодаря чему мышата выжили и выросли во взрослые особи, способные к размножению. Но стоит отметить, что подопытные грызуны заметно отставали в развитии.

Благодаря появлению плаценты удалось продлить внутриутробное развитие и возникли предпосылки для увеличения размеров мозга у млекопитающих, которое началось около 60 млн лет назад. Но этот процесс затронул только плацентарных. Сумчатые и однопроходные, не имеющие плаценты, остались не у дел.

Но древние вирусы "подарили" человечеству не только плаценту. Вирусные транспозоны способны отделять первичные половые клетки от всех остальных. В дальнейшем они начинают активно делиться.

Эволюция любого организма является результатом миллионов лет борьбы клеток с разнообразным миром вирусов. Транспозоны не только заразили нас плацентой и оказывают влияние на образование половых клеток, без которых человек был бы бесплодным. Древние вирусы управляют судьбой клеток в эмбрионе человека, определяя их дифференцировку. Так что Homo Sapiens, как вид, обязан древним вирусам.

1 фото: Десятидневный эмбрион мыши.

2 фото: Обычный мышонок (левый столбик с фотографиями) и мышонок с выключенным геном Peg10 (правый столбик с фотографиями), которого удалось спасти от смерти при помощи экстраэмбриональных тканей здорового эмбриона.

#медицина
#биология
#пост

Источники:
1. Ono et al. Deletion of Peg10, an imprinted gene acquired from a retrotransposon, causes early embryonic lethality // Nature Genetics. Advanced online publication.

2. Xiang, Xinyu, et al. "Human reproduction is regulated by retrotransposons derived from ancient Hominidae-specific viral infections." Nature Communications 13.1 (2022): 1-15.

Кристаллы инсулина (микрофотография в поляризованном свете). Инсулин – полипептидный гормон, продуцируемый бета-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы, главный регулятор углеводного обмена. В норме секреция инсулина стимулируется увеличением уровня глюкозы в крови. Повышение концентрации инсулина вызывает усиленное поглощение глюкозы тканями, приводящее к снижению уровня глюкозы в крови, что, в свою очередь, приводит к снижению уровня инсулина. При некоторых патологических состояниях (сахарный диабет, инсулинома) эта связь нарушается. В случае инсулином (инсулинсекретирующих опухолей поджелудочной железы) в крови пациентов обычно выявляется неадекватно высокая концентрация инсулина, что проявляется гипогликемией.

#интересное
#медицина

Цветная сканирующая электронная микрофотография (СЭМ) поверхностного эпителия (эндометрия) матки человека в секреторной фазе. Эндометрий представляет собой сложную, многокомпонентную систему, состоящую из покровного и железистого эпителия, стромы, основного вещества, кровеносных сосудов. Эпителиальный компонент эндометрия образуют секреторные и мерцательные клетки (максимальное число последних наблюдается в период овуляции) и немногочисленные аргирофильные клетки, строму — фибробластоподобные клетки (в течение менструального цикла они превращаются из малодифференцированных, юных в зрелые клетки, активно синтезирующие коллаген и гликозаминогликаны, в фибробласты и фиброциты), гистиоциты (макрофаги), Т- и единичные В-лимфоциты и лаброциты. В собственном слое имеются маточные железы (крипты): длинные изогнутые простые трубчатые железы, открывающиеся в просвет матки.

#интересное
#медицина
#биология

Миэнтеральные ганглии в образце толстой кишки пациента с болезнью Гиршпрунга. Этот препарат был помечен методом непрямой иммунофлуоресценции с использованием маркеров для тел нейрональных клеток (Hu, голубой) и всех нервных волокон (PGP9.5, пурпурный).

Болезнь Гиршпрунга (аганглиоз толстой кишки, врожденный мегаколон) – это врожденное отсутствие или значительное уменьшение нервных сплетений кишечной стенки всей толстой кишки или ее части, что проявляется упорными запорами.

#интересное
#медицина

Т-киллеры (цитотоксические Т-лимфоциты) – белые кровяные тельца, специализирующиеся на поражении клеток, зараженных внутриклеточными паразитами (к которым относятся вирусы и некоторые виды бактерий). Также мишенями Т-киллеров являются опухолевые клетки.

Теги:
#интересное
#медицина
#биология

Вирусы были и остаются одной из главных движущих сил эволюции. Около 40% человеческого генома (а по некоторым оценкам до 80%) приходится на остатки древних вирусов, встраивавших собственную ДНК в хромосомы человека на протяжении всей его эволюции.

Благодаря заражению древними вирусами появилась возможность функционирования нервной системы и, как итог – появление сознания.

Группа ученых из Университета Юты, Копенгагенского университета и Лаборатории молекулярной биологии MRC в Соединенном Королевстве обнаружили ген под названием Arc, похожий на вирусные белки. Свое открытие они опубликовали в журнале Cell.

Arc участвует в механизмах синаптической пластичности. Через синапсы происходит обмен сигналами между нейронами, которые передают друг другу небольшие молекулы-нейромедиаторы.

Синaпс – это специализированный контакт между нервными клетками (или нервными и другими возбудимыми клетками), обеспечивающий передачу возбуждения с сохранением его информационной значимости. С помощью них нервные клетки объединяются в нервные сети, которые осуществляют обработку информации.

Ген Аrc активируется при срабатывании в синапсах глутаматных рецепторов. Данные рецепторы участвуют в процессах памяти, обучения, ощущении тревоги, восприятии боли. Рецепторы содержатся на мембранах как пре-, так и постсинаптических нейронов гиппокампа, мозжечка и коры мозга, а также в других областях.

Учёные обнаружили, что белки произведенные из данного гена образуют «пузырьки». Собирая в себя малые молекулы РНК, они передаются соседним клеткам, «заражают» их и снова высвобождают накопленные РНК.

Исследователи считают, что 230 миллионов лет назад ретротранспозон – предок ретровируса – попал в организм млекопитающего, что впоследствии привело к развитию белка Arc.

Учёные разработали ряд экспериментов, чтобы понять действует Arc как вирус или нет.

Они обнаружили, что белок реплицирует несколько копий себя в капсидах, которые несут РНК. Затем они взяли эти капсиды и поместили их в чашки Петри, содержащие мышиные нейроны, и они стали взаимодействовать.

Опыты с клеточными культурами показали, что без них синапсы быстро теряют стабильность, и связь между соседними нейронами пропадает. В итоге становится невозможным ни обучение, ни запоминание, ни исполнение сложных когнитивных функций, включая те, которые мы называем сознанием.

Изображения:
1. Структура типичного химического синапса. Основные элементы химического синапса: синаптическая щель, везикулы (синаптические пузырьки), нейромедиатор, рецепторы.

2. Общая схема передачи мРНК гена Arc между нейронами. В клетке-«доноре» делится и транслируется мРНК гена Arc. Образовавшиеся молекулы одноимённого белка спонтанно собираются в структуры, по строению близкие к капсидам ретровирусов. Эти структуры заключают в себя кодирующую их мРНК. Затем они покрываются плазматической мембраной и в составе мембранных пузырьков отделяются от клетки. Сливаясь с нейроном-«реципиентом», такие пузырьки высвобождают и «капсиды», и мРНК гена Arc. Как правило, процесс происходит в районе контактов между нервными клетками.

Теги:
#медицина
#биология
#пост

Источник:
Pastuzyn ED, Day CE, Kearns RB, Kyrke-Smith M, Taibi AV, McCormick J, Yoder N, Belnap DM, Erlendsson S, Morado DR, Briggs JAG, Feschotte C, Shepherd JD. The Neuronal Gene Arc Encodes a Repurposed Retrotransposon Gag Protein that Mediates Intercellular RNA Transfer. Cell. 2018 Jan 11;172(1-2):275-288.e18. doi: 10.1016/j.cell.2017.12.024. Erratum in: Cell. 2018 Mar 22;173(1):275. PMID: 29328916; PMCID: PMC5884693.

Получать свежую информацию из мира науки и технологий полезно и важно. Однако пробираться сквозь нескончаемый поток информации и искать достоверные источники – дело не из лёгких. Я хочу порекомендовать вам несколько научно-популярных пабликов, которые активно освещают различные темы. В них вы сможете почитать интересные статьи и материалы об актуальных научных исследованиях и узнать для себя что-то новое.