Люди, віруси і наша пам’ять

Люди, віруси і наша пам’ять
Коли у Львові заново відкрили Державний природознавчий музей, ми з дітьми сходили на виставку про мамонтів. Найбільше на експозиції мене вразило лайно. Так, у буквальному сенсі – лайно!

Ми знаємо, бодай наука так твердить, що розселення людей на планеті відбувалося в кілька етапів, кожен із яких починався з Африки. Сучасна наука каже, що в неандертальців і кроманьйонців був протопредок, який розселився понад 500 тис. років тому. Він міг залишити нам свої гени. Але люди, які покидали Африку впродовж тисячоліть у пошуках нового світу, все-таки мали суттєві відмінності, тож кремезні неандертальці істотно відрізнялися від тендітних кроманьйонців, і навіть якщо вони і схрещувалися (а дехто твердить, що це неправда!), то все ж більше воювали між собою.

Уявіть, скільки зусиль треба було докласти сучасній людині, щоби витіснити (винищити – теж гарне слово) з планети інший тип людей, які були набагато сильніші. Антропологи знайшли численні свідчення про боротьбу між людиною, від якої ми походимо, і тими людьми, які заселяли Європу (та й інші частини світу) задовго до цього. Кроманьйонці довго не могли перемогти сильних неандертальців, але вони краще адаптувалися до навколишнього світу: винайшли мову, корисний раціон, навчилися битися групами з використанням стратегії. Ця “культурна революція” відбулася приблизно 40 тис. років тому, але вона не поширилася на неандертальців, яким і довелося зникнути назавжди.

Нещадна війна на винищення між кроманьйонцями та неандертальцями тривала довго, кілька тисяч років, але наші предки весь той час вдосконалювалися і зрештою розтрощили конкурентів. Та неандертальці не зникли безслідно! Від них (можливо) ми маємо кілька відсотків генетичного матеріалу, а також розмаїті слабкості – від психозів до хвороб шкіри. Дехто вважає, що депресії та схильність до куріння в сучасних людей є саме наслідком дії неандертальських генів. Професор Стенфордського університету Пітер Перхем припускає, що від неандертальців ми також отримали лейкоцитарні антигени, які кодують білки й допомагають імунній системі розпізнавати патогени.

До чого тут лайно, запитаєте ви? Остаточна драма витіснення/винищення неандертальців збіглася із завершенням льодовикового періоду та зникненням мамонтів. Сотні тисяч років у Європі панував льодовик, який стояв височенною стіною, а за ним простягався гігантський степ, яким бігали мамонти, бізони чи мохнаті носороги. На цих тварин полювали й неандертальці, і кроманьйонці, які постійно порпалися в тоннах лайна, що його виробляли величезні стада цих гігантських тварин. Буквально – у тоннах лайна! Уявляєте, скільки комах і усілякої зарази приваблювало це лайно? А яка висока мала бути смертність, зважаючи на те, скільки зарази й різних вірусів виробляється навколо лайна і трупів! Ті, хто вижили, точно мали сильний імунітет.

Віруси, як і неандертальці, вбивали сучасних людей, але водночас робили їх сильнішими. У 2018 році вчені отримали підтвердження, що навіть наша пам’ять могла сформуватися під впливом древнього вірусу. Дослідники давно намагаються зрозуміти, як діє людська пам’ять. Всередині мозку протеїни не фіксуються довше, як на кілька хвилин, то чому ми можемо пам’ятати щось годинами чи навіть усе життя? Вчені з університету Юти, Копенгагена та лабораторії молекулярної біології у Великобританії відкрили дивну поведінку протеїну під назвою Arc, що відповідає за довготермінову пам’ять. Джейсон Шеперд, нейробіолог з Університету штату Юта, який присвятив вивченню білка останні 15 років, очолив цей дослідницький проєкт. Виявляється, дія цього протеїну нагадує те, як вірус атакує свою жертву. Тепер вчені вважають, що випадкова зустріч, що відбулася сотні мільйонів років тому, призвела до того, що сьогодні протеїн Arc займає центральне місце у функції нашої пам’яті.

Доктор Шеперд каже, що на початку проєкту дослідники не мали багато відомостей про молекулярну функцію чи еволюційну історію Arc і майже втратили інтерес до білка. Але побачивши капсиди (тверда зовнішня оболонка, порожня всередині, що несе генетичну інформацію вірусу), вони зрозуміли, що їх чекає щось цікаве. Використовуючи електромікроскопію, Шеперд та його колеги уважно вивчали білок. Зі зроблених зображень вони зрозуміли, що той спосіб, яким конструює себе протеїн Arc, дуже схожий на те, як працює ретровірус ВІЛ. Дослідників заінтригувала ідея, що білок може поводитися як вірус і бути платформою, на якій нейрони контактують. Протеїн Arc в людському мозку відкриває вікно, через яке спогади можуть фіксуватися, “тверднути”. Без Arc таке “вікно” неможливо відкрити. Попередні дослідження показали, що протеїн Arc необхідний для формування довгострокової пам’яті.

Тож тепер мікробіологи певні, що 350-400 млн років тому предок ретровірусу, ретротранспозон, ввів свій генетичний матеріал у наземну істоту з чотирма ногами (це ще навіть не був неандерталець). Це призвело до розвитку в цій істоті білка Arc, що досі діє в нейрохімії нашого організму. Шеперд та його колеги виявили, що Arc діє як вірусна капсида. Вірус використовує капсиди для розповсюдження генетичного матеріалу з однієї клітини в іншу, спричиняючи інфекцію, тобто Arc інкапсулює свою РНК (рибонуклеїнову кислоту), щоб перенести її з одного нейрона на інший. Еліса Пастузин, докторантка та провідна авторка цього дослідження, зазначила: “Коли ми виявили, що протеїн Arc може бути посередником під час транспортування РНК від клітини до клітини, ми були шоковані, бо жоден інший вірусний білок, про який ми знаємо, так не діє”.

Це дослідження змінює погляд на еволюційні процеси людини. Зараз ми можемо твердити, що деякі мутації не були випадкові – організми запозичили їх в інших організмів для свого розвитку. Тож задовго до того, як гени неандертальця та мамонтове лайно вдосконалили людський імунітет, усі ми отримали “щеплення” божественного вірусу, який допоміг нам сформувати пам’ять. Тож любіть віруси і ближніх, хтозна, яку користь ви від них можете отримати!

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *


З ЦИМ МАТЕРІАЛОМ ЧИТАЮТЬ


Вірус і нове мистецтво Про технології й мистецтво