В новом исследовании, опубликованном в iLife журнала, ученые применяют большой анализ данных, чтобы показать в полной мере воздействие вирусов на эволюцию людей и других млекопитающих. Их результаты предлагают 30% всей адаптации белка, так как расхождение людей с шимпанзе стимулировали вирусы.
Просмотр электронного микрографа волокнистых частиц вируса Эбола (синих) подающий надежды от (желто-зеленой) хронически инфицированной клетки. Кредит изображения: NIAID.
Когда изменение окружающей среды происходит, разновидности в состоянии приспособиться в ответ из-за мутаций в их ДНК. Хотя эти мутации происходят беспорядочно, случайно некоторые из них делают организм, лучше подходящий для их новой среды. Они известны как адаптивные мутации.
В прошлое десятилетие ученые обнаружили большое количество адаптивных мутаций в большом разнообразии местоположений в геноме людей и других млекопитающих.То, что адаптивные мутации настолько распространяющиеся, озадачивающее. Какое экологическое давление могло возможно стимулировать такой адаптацией в таком количестве частей генома?
Вирусы – идеальные подозреваемые, так как они всегда присутствуют, постоянно меняющиеся и взаимодействуют с сотнями к тысячам белков.“Когда у Вас есть пандемия или эпидемия в какой-то момент в эволюции, население, которое является целью вируса или приспосабливается, или исчезает”, сказал ведущий автор доктор Дэвид Энард Стэнфордского университета.
“Мы знали, что, но то, что действительно удивило нас, является силой и ясностью образца, который мы нашли”.Предыдущее исследование в области взаимодействий между вирусами и белками сосредоточилось на отдельных белках, которые непосредственно вовлечены в иммунную реакцию.Это – первое исследование, которое бросит глобальный взгляд на все типы белков.“Большое продвижение вот состоит в том, что у этого нет только очень специализированных свободных белков, которые приспосабливаются против вирусов”, сказал доктор Энард.
“В значительной степени любой тип белка, который входит в контакт с вирусами, может участвовать в адаптации против вирусов. Оказывается, что есть, по крайней мере, столько же адаптации за пределами иммунной реакции сколько в нем”.Первый шаг команды должен был определить все белки, которые, как известно, физически взаимодействуют с вирусами.После рассмотрения десятков тысяч научных резюме они отобрали список к 1 256 белкам интереса.
“Мы определили 1 256 белков, которые физически взаимодействуют с вирусами из в общей сложности 9 861 белка с orthologs в геномах этих 24 млекопитающих, включенных в анализ”, сказали ученые.Следующий шаг должен был построить алгоритмы больших данных, чтобы обыскивать геномные базы данных и сравнить эволюцию взаимодействующих с вирусом белков к тому из других белков.Результаты показали, что адаптация происходила в три раза более часто во взаимодействующих с вирусом белках по сравнению с другими белками.“Мы все заинтересованы тем, как получается, что мы и другие организмы развились, и давлениями, которые сделали нас, кто мы”, сказал ведущий автор доктор Дмитрий Петров, также из Стэнфордского университета.
“Открытие, что это постоянное сражение с вирусами сформировало нас в каждом аспекте — не только несколько белков, которые борются с инфекциями, но и всем — глубоко”.“Все организмы жили с вирусами в течение миллиардов лет; эта работа показывает, что те взаимодействия затронули каждую часть клетки”.
Вирусы угоняют почти каждую функцию хозяина камеры организма, чтобы копировать и распространиться, таким образом, она имеет смысл, что они стимулировали бы эволюцию клеточного оборудования до большей степени, чем другие эволюционные давления, такие как хищничество или условия окружающей среды.Исследование проливает свет на некоторые давние биологические тайны, такой как, почему тесно связанные разновидности развили различное оборудование, чтобы выполнить идентичные клеточные функции, как повторение ДНК или производство мембран.Ученые ранее не знали, какая эволюционная сила, возможно, вызвала такие изменения.
“Данная статья первая с данными, которые являются достаточно большими и достаточно чистыми, чтобы объяснить много этих загадок одним махом”, сказал доктор Петров.