Un retrovirus încorporat în ADN-ul vertebratelor cu maxilare ajută la producerea unei proteine, care este necesară ca material izolator pentru nervi. Aceasta este concluzia unui studiu publicat în revista Cell. Această izolație a nervilor poartă numele de mielină și a permis evoluția creierului către structuri complexe.
Retrovirusurile sunt virusuri ARN care fac copii ale ADN-ului propriu pentru a le încorpora în ADN-ul unei gazde. Uneori, aceste inserții pot deveni o parte permanentă ADN-ului, fiind transmise de la părinte la urmaș. Oamenii de știință au crezut cândva că rămășițele acestor virusuri din vechime – cunoscute sub numele de ”gene săritoare” sau retrotranspozoni – sunt un gunoi genetic, dar în ultimi ani această credință tinde să se schimbe. Cercetătorii au descoperit că retrotranspozonii și retrovirusurile au influențat evoluția vieții pe Terra. Am aflat, de exemplu, că rămășițele de retrovirusuri au ajutat la evoluția placentei, a sistemului imunitar și a altor repere importante în evoluția umană. Acum, așa cum se arata în articolul din Cell, ele sunt implicate în a ajuta la producerea mielinei.
Mielina este un strat de grăsime și proteine care acoperă fibrele nervoase lungi cunoscute sub numele de axoni. Acoperirea funcționează similar cu cea din jurul unui fir electric: nervii înveliți în mielină pot trimite semnale electrice mai repede decât nervii neizolați.
Fibrele nervoase acoperite pot fi, de asemenea, mai subțiri și pot crește mai mult decât ar face-o fără mielină, permițând animalelor să crească mai mari și, în plus, fiind mai subțiri, ele se pot ”împacheta” mai eficient în sistemul nervos.
„Ca urmare a apariției mielinei, creierul a devenit mai complex, iar vertebratele au devenit mai diverse”, a declarat, pentru site-ul revistei Nature, Robin Franklin, unul dintre coautorii studiului publicat în revista Cell. „Dacă mielinizarea nu s-ar fi produs în evoluția timpurie a vertebratelor, nu am avea întreaga galaxie a diversității de vertebrate pe care o vedem acum.”
Franklin și colegii săi au cercetat datele colectate anterior pentru a găsi dovezi ale genelor săritoare, în special cele care pot influența producția de mielină. Ei au analizat datele despre celulele care învelesc nervii în mielină. Astfel cercetătorii au putut identifica niveluri ridicate de ARN ale unui retrovirus ancestral. Acel ARN, numit RetroMyelin, nu are instrucțiuni pentru a comanda fabricarea unei proteine în sine. Mai degrabă ARN-ul se fixează pe o anumită proteină, numită SOX10 și, împreună, activează producția de proteină de bază a mielinei.
Când cercetătorii au folosit apoi folosit ingineria genetică pentru a reduce cantitățile de RetroMyelin în creierul de șobolan, al peștelui zebră și al broaștelor, producția de proteină de bază a mielinei a scăzut. Această constatare sugerează că ARN-ul RetroMyelin este important pentru producerea mielinei.
Organismele cu vertebre și maxilare, inclusiv pești, amfibieni și mamifere, au RetroMyelin, dar lampredele (o specie de pește parazit care trăiește de-a lungul coastei Atlanticului.) și alți pești și vertebrate fără maxilare nu au. Deși asta ar părea să sugereze că retrovirusul a sărit în strămoșul comun al vertebratelor cu falci, nu pare să fi fost cazul. Echipa a descoperit că fiecare specie pe care a examinat-o avea propria sa versiune de RetroMyelin, și nu versiuni înrudite cu unele modificări minore. Acest model sugerează că retrovirusul a infectat mai multe specii în momente diferite, dar a dus la același rezultat, un concept cunoscut sub numele de evoluție convergentă..
Deocamdată nu este clar de ce lampredele și alte vertebrate fără fălci nu au RetroMyelin. O posibilitate este ca virușii să nu infecteze lampredele. Sau, este posibil ca virusurile au infectat lampredele dar nu au fost utile din punct de vedere evolutiv și s-au pierdut.
