Гены, полученные от ретровирусов, защищают мозг мыши от патогенов

RTL5 (также известный как SIRH8) и RTL6 (SIRH3) — специфичные для плацентарных животных гены, которые, предположительно, произошли от ретровирусов. Долгое время их функция была неизвестна, однако в новой работе японские исследователи показали их важную роль во врожденном иммунитете — гены, произошедшие от древних вирусов, теперь защищают мозг мыши от новых инфекций.

Гены RTL5 и RTL6 являются филогенетически родственными. Кодируемые ими белки гомологичны друг другу; на их N-конце расположен мотив лейциновая застежка. Мышиный белок RTL5 имеет pI равный 4,39, а RTL6 — 11,15. Авторы предположили, что эти гены играют важную роль, ведь, несмотря на их происхождение, они сохраняются в геномах млекопитающих по меньшей мере 120 млн лет.

У мыши RTL6 экспрессируется на очень низком уровне, к тому же его экспрессию тяжело детектировать обычными методами, такими как вестерн блот. Поэтому авторы получили мышей, экспрессирующих химерный белок RTL6-Venus, и с помощью антител против белка Venus показали, что RTL6 экспрессируется в мозге мыши, а точнее — в микроглии. RTL5 тоже экспрессируется в микроглии, что продемонстрировали с помощью мышей, экспрессирующих химерный белок RTL5-mCherry.

Микроглия первой отвечает на инфекции, поэтому авторы проверили, как в этот момент реагируют RTL5 и RTL6. Они вводили меченный липополисахарид (LPS) мыши, а вскоре после этого ее мозг извлекали и смотрели под микроскопом. Исследователи обнаружили, что RTL5 и RTL6 накапливаются в областях мозга, затронутых LPS. Клетки, экспрессирующие RTL5 и RTL6, собирались в районе капилляров коры, при этом они приобретали сплюснутую форму, увеличивались в размерах и формировали барьер вдоль капилляров. RTL5 и RTL6 накапливались в мозге также после введения аналога двуцепочечной РНК, а после введения неметилированной двуцепочечной ДНК накапливался в основном RTL5.

После этого исследователи получили мышей с нокаутом RTL6. При введении таким мышам LPS он намного хуже выводился из их мозга даже спустя два часа после инъекции. Однако у мышей с нокаутом RTL5 выведение LPS не пострадало. С другой стороны, аналог двуцепочечной РНК хуже выводился у мышей с нокаутом RTL5, но не RTL6. Авторы считают, что полученные результаты могут свидетельствовать о важной роли, которую играют RTL6 и RTL5 в выведении LPS и двуцепочечной РНК соответственно.

Авторы первыми получили свидетельства того, что гены, полученные от ретровирусов, могут играть роль во врожденном иммунном ответе на патогены. По словам Томоко Канэко-Иcино, профессора Токайского университета и соавтора статьи: «Гены, полученные от вирусов — существенная часть нашего генома, играющая разные, но необходимые, роли в развитии млекопитающих и человека. Мы думаем, что эту же идею можно применить к генам, которые приматы и люди получили от ретровирусов, с целью лучше понять человеческую эволюцию».