Учёные из США и Германии сделали важное открытие: древние вирусные фрагменты, содержащиеся в нашей ДНК и долгое время считавшиеся «мусорной ДНК», играют значительную роль в регуляции кроветворной системы. Эти элементы, активирующиеся в критические периоды, такие как беременность или кровопотеря, помогают организму увеличить производство эритроцитов — клеток, ответственных за транспорт кислорода. Открытие, сделанное в ходе анализа гемопоэтических стволовых клеток у мышей, указывает на то, что так называемые ретротранспозоны, активируясь, запускают иммунный ответ, способствующий кроветворению.
Исследователи выяснили, что ретротранспозоны (фрагменты генетического кода, являющиеся частью нашего древнего вирусного наследия) играют важную роль в поддержании здоровья. При «пробуждении» этих фрагментов они начинают активно перемещаться по геному и тем самым запускают иммунные реакции. Этот процесс сопровождается выработкой сигнального белка интерферона, который стимулирует деятельность стволовых клеток, участвующих в кроветворении.
Генетик и иммунолог Шон Моррисон из Юго-западного медицинского центра Техасского университета подчеркнул важность открытия.
Это совершенно неожиданно. Обычно беременность ассоциируется с необходимостью максимальной защиты генома от мутаций, — говорит он. — Мы видим здесь ситуацию, где мутации как бы допускаются, но с целью повышения выживаемости организма и сохранения здоровья матери и ребенка.
Исследование показало, что при активации ретротранспозонов повышается выработка эритроцитов, что особенно важно в периоды повышенной нагрузки на организм, например, при беременности. Учёные провели эксперимент, в ходе которого у мышей блокировали работу этих фрагментов генома. Результаты оказались удивительными: у животных развилась анемия — состояние, при котором уровень эритроцитов в крови снижается, что может приводить к различным осложнениям. Это открытие проливает свет на важный механизм, который помогает организму адаптироваться к физиологическим нагрузкам.
Чтобы подтвердить эти данные, исследователи изучили образцы крови беременных и небеременных женщин. Результаты показали, что аналогичные процессы происходят и у человека, а активация ретротранспозонов также способствует выработке эритроцитов, помогая справиться с нагрузками на организм.
Шон Моррисон добавляет, что открытие меняет представления о функции ретротранспозонов в нашем геноме.
Мы всегда считали их незначительными элементами, генетическим «мусором». Теперь ясно, что они играют важную биологическую роль. Этот процесс, возможно, важен не только для кроветворной системы, но и для других типов стволовых клеток, которые могут использовать ретротранспозоны и иммунные сигналы для активации при восстановлении тканей, — объясняет Моррисон.
Его коллега Алпаслан Тасдоган, генетик из Университета Дуйсбург-Эссен, подчеркнул значимость исследования для понимания процессов, ведущих к анемии при беременности.
Эти данные помогают глубже понять причины анемии у беременных женщин и механизмы, которые могут быть активированы для поддержки кроветворения в этот период, — отметил он.
В планах учёных — проведение клинических исследований с участием пациентов, чтобы изучить возможности использования этих знаний для терапевтических целей. Ожидается, что углублённое понимание функций ретротранспозонов в крови и других тканях позволит в будущем разрабатывать новые методы лечения. Это открытие может оказаться важным шагом в понимании механизмов, защищающих здоровье матери и ребёнка, и в улучшении медицинской помощи на всех этапах беременности.