Retrovirus: Los embriones pueden verse afectados por antiguos Invasores virales.

Los virus que invadieron el ADN de los antepasados de la humanidad millones de años atrás, ahora puede jugar un papel crítico en las primeras etapas del desarrollo humano, según los investigadores.

Los cobertizos de descubrimiento de luz sobre el papel clave que los virus pueden haber desempeñado en la evolución humana, los científicos añadieron.

Las primeras etapas del desarrollo embrionario sientan las bases de lo convertirán en los órganos y tejidos de un organismo. Las investigaciones anteriores habían revelado que una gran cantidad de factores que pueden influir en el desarrollo humano temprano, tales como las dietas y los entornos de los padres. Ahora, los investigadores encuentran que los virus incorporados en el genoma humano puede ser otro factor importante.

Los virus infectan las células con el fin de secuestrar su maquinaria y hacer copias de sí mismos. Un tipo de virus conocido como un retrovirus hace tejiendo sus propios genes en el ADN de sus anfitriones. El más famoso es el retrovirus VIH, el virus que causa el SIDA.

En casos raros, los retrovirus infectan las células de esperma u óvulos. Si estas células pasan a formar parte de una persona, sus células contienen ADN retroviral, que luego puede pasar a sus descendientes. Estudios previos revelaron que al menos el 8 por ciento del genoma humano se compone de los llamados retrovirus endógenos – los restos de infecciones retrovirales nuestros antepasados tenían hace millones de años. Estos elementos retrovirales ya no producen virus activos.

Los científicos habían pensado durante mucho tiempo que los retrovirus endógenos pueden ser ADN basura que no hizo nada en el genoma humano. Sin embargo, estudios recientes han encontrado que una clase de retrovirus endógenos conocidos como humano retrovirus endógeno subfamilia H, o HERV-H , es sorprendentemente activo en las células madre embrionarias humanas, y es clave para su capacidad de convertirse en cualquier otro tipo de célula en el cuerpo. Las investigaciones anteriores sugieren que las secuencias de HERV-H son exclusivas de los humanos y los grandes simios, invadiendo hace primates menos de 20 millones de años.

Ahora, los investigadores encuentran que el material retroviral podría desempeñar un papel clave desde el inicio del desarrollo humano.

“Los retrovirus endógenos podrían haber jugado un papel importante en la evolución humana”, dijo el autor principal del estudio, Jonathan Göke , un biólogo computacional en el Instituto del Genoma de Singapur.

La posibilidad de que las primeras etapas del desarrollo humano pueden depender en parte de material genético de una fuente externa, y mucho menos un virus, es contrario a la intuición, dijo Göke. Aún así, las mutaciones al azar son una forma muy lenta para introducir cambios duraderos a los genomas de los retrovirus – pueden haber demostrado de manera rápida a la introducción de alteraciones genéticas, incluyendo los suficientemente importantes para dirigir el curso del desarrollo humano, dijo.

Los científicos investigaron más de 650.000 elementos retrovirales en el genoma humano, acerca de los cuales 5.000 pertenecen a HERV-H. Los investigadores analizaron los datos publicados previamente sobre la actividad de estos elementos retrovirales en óvulos no fertilizados y células madre de embriones humanos, así como durante las primeras etapas del desarrollo, incluyendo el estadio de una célula, conocido como el cigoto; los de dos células, cuatro células y ocho células etapas; la mórula, cuando el embrión se convierte en una bola sólida de células; y el blastocisto, cuando el embrión se convierte en una bola hueca de células.

“Ellos hicieron un muy buen trabajo va a la distancia que excavar a través de los datos”, dijo el biólogo molecular Didier Trono en la Escuela Politécnica Federal de Lausana, en Suiza, que no tomaron parte en esta investigación.

Los investigadores descubrieron que aproximadamente 1.400 de estos elementos retrovirales solamente se expresaron en momentos específicos durante el desarrollo embrionario. Ellos creen que estos están bajo el control de la maquinaria celular del embrión y, por tanto, “potencialmente importante en el desarrollo”, dijo Göke.

Sigue siendo incierto el papel que desempeñan estos elementos retrovirales en el desarrollo humano temprano, pero puede tener que ver con maestros virus como millones de años de evolución han hecho en el control de la biología de sus víctimas. Una posibilidad es que los embriones están utilizando estos elementos retrovirales como señales para cambiar la actividad genética dentro de sus células. Originalmente, los retrovirus se utiliza estas señales para activar a sí mismos, pero las células pueden ahora se han apropiado de estas señales para activar otras partes de su genoma en su lugar, dijo Göke.

Uno de los retos para la determinación de lo que hacen estos elementos retrovirales es que no existen en los animales de laboratorio comunes tales como ratones, y ellos no están activos en las líneas celulares humanas más ampliamente utilizados en la investigación. Göke y sus colegas están tratando de identificar otras células estos elementos retrovirales muestran actividad en estudiar su función.

Con todo, Trono señaló que hasta la friolera de 70 por ciento o menos del genoma humano en realidad puede provenir de los retrovirus, gran parte de ella ahora demasiado degradados para identificar como tal.

“Estos elementos similares a los virus están cada vez más vistos ahora no como ADN basura, pero a medida que participa en la regulación mayoría de los aspectos de la biología humana, desde el desarrollo temprano de la fisiología de cada sistema, de nuestro cerebro para nuestro sistema inmune”, dijo Trono.

Los científicos detallaron sus hallazgos en la edición del 5 de febrero de la revista Cell Stem Cell.

Charles Q. Choi es un escritor de ciencia independiente con sede en la ciudad de Nueva York que ha escrito para The New York Times, la revista Scientific American, atado con alambre, ciencia, naturaleza, y muchas otras agencias de noticias. Él tuitea en  @cqchoi . Reproducido con permiso del interior de la Ciencia , un producto de noticias editorialmente independiente del Instituto Americano de Física, una organización sin fines de lucro dedicada a la promoción, el fomento y sirviendo las ciencias físicas.

Fuente: science20.com

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