Геном человека содержит следы древних вирусных инфекций — фрагменты ДНК, имплантированные в генетический материал наших предков миллионы лет назад. Эти остатки, известные как эндогенные ретровирусы (ЭРВ), происходят от вирусов, которые когда-то инфицировали половые клетки и таким образом передавались из поколения в поколение. Сегодня большинство из них неактивны, но некоторые продолжают влиять на активность генов, связанных с основными биологическими процессами. Новое исследование, опубликованное в Геномная биологияпоказывает, что определенная группа таких вирусных фрагментов участвует в регуляции развития плаценты и может быть связана с риском преэклампсии, серьезного осложнения беременности.
Как древние вирусы регулируют плацентарные гены?
Около восьми процентов генома человека содержат фрагменты вирусного происхождения, которые уже навсегда включены в наследственный материал. Некоторые из них сохраняют регуляторную активность и участвуют в контроле генов, отвечающих за развитие и функционирование плаценты. Именно эти области рассматриваются как возможный фактор механизма преэклампсии.
Плацента — это орган, который демонстрирует большие эволюционные различия среди млекопитающих и характеризуется сложной генетической регуляцией. Это делает его особенно чувствительным к влиянию вирусных фрагментов, встроенных в геном. Согласно исследованию, в нем сообщается о повышенной активности последовательностей из группы ERV3-MLT1 — остатков древних ретровирусов, которые сегодня действуют как регуляторные области ДНК. В норме эти фрагменты участвуют в регуляции генов, важных для развития плаценты, но при изменении их активности возникают отклонения в экспрессии девяти ключевых генов, связанных с возникновением преэклампсии.
Что показывает новое исследование?
Через модель глубокого обучения А100 Зверь Исследователи анализируют участки ДНК, чтобы найти последовательности, которые влияют на активность генов в плаценте. Система обнаруживает 87 регионов вирусного происхождения, действующих как энхансеры — элементы, усиливающие экспрессию определенных генов. Среди них была обнаружена повышенная экспрессия гена EPS8L1, который экспрессируется в трофобласте – наружном клеточном слое бластоцисты, из которого впоследствии развивается плацента.
При сверхэкспрессии гена EPS8L1 в культурах плацентарных клеток наблюдаются изменения, характерные для преэклампсии – ограниченное проникновение трофобласта в стенку матки, нарушение образования кровеносных сосудов и усиление окислительного стресса. Полное подавление экспрессии EPS8L1 приводит к гибели клеток, что указывает на то, что нормальная активность этого гена необходима для поддержания жизненно важных функций плаценты.
Можно ли использовать EPS8L1 в качестве биомаркера?
Исследователи обнаружили, что в сыворотке беременных женщин обнаружен белок, синтезируемый по информации гена EPS8L1. Концентрация этого белка увеличивается параллельно с уровнями установленных лабораторных маркеров гестоза, что определяет его как возможный индикатор раннего выявления риска развития заболевания уже в первом триместре. Повышенная экспрессия гена EPS8L1 зарегистрирована во всех исследованных группах независимо от этнического происхождения, что позволяет предположить, что этот показатель может иметь широкое диагностическое применение.
Интересно, что ген EPS8L1 не проявлял повышенной активности при других осложнениях беременности, что позволяет предположить, что его связь с преэклампсией специфична. Подтверждение этого наблюдения посредством более масштабных клинических исследований могло бы позволить создать новый диагностический тест для раннего выявления беременных женщин с повышенным риском развития преэклампсии до появления клинических признаков заболевания.
Присутствие ERV3-MLT1 в геноме человека указывает на то, что процессы, начавшиеся более 100 миллионов лет назад, продолжают влиять на репродуктивную функцию. Понимание этих взаимосвязей может помочь выяснить механизмы, лежащие в основе преэклампсии, и направить будущие исследования на более раннюю и более точную диагностику.
Ссылки:
1. Анвар Р., Панде А., Сингх М. и др. ERV3-MLT1 обеспечивает цис-регуляторные элементы для функционирования плаценты человека и обычно нарушается регуляция при преэклампсии, специфичной для человека. Геном Биол. 2025;26(1):364. doi: 10.1186/s13059-025-03821-1.
2. Чуонг Э.Б., Эльде Н.К., Фешотт К. Регулирующая деятельность мобильных элементов: от конфликтов к выгодам. Нат преподобный Жене. 2017;18(2):71–86. doi:10.1038/nrg.2016.139.
3. Чуонг Э.Б., Руми МАК, Соарес М.Дж., Бейкер Дж.К. Эндогенные ретровирусы функционируют в плаценте как видоспецифичные энхансерные элементы. Нат Жене. 2013;45(3):325–329. doi:10.1038/ng.2553.