Эндоге́нные ви́русные элеме́нты ( англ. Endogenous viral elements ) — последовательности ДНК вирусного происхождения в геноме невирусных организмов, которые присутствуют в клетках зародышевой линии и передаются по наследству. Иногда эндогенные вирусные элементы представлены полными вирусными геномами ( провирусами ), в других случаях они являются фрагментами вирусных геномов. Провирусы могут сохранять потенциальную способность вызывать инфекцию , опосредуя образование новых вирусных частиц . При удвоении клеточного генома численность таких провирусов может увеличиваться. Вирусы, не относящиеся к числу ретровирусов , редко обнаруживаются в геномах клеток зародышевой линии и обычно выявляются в виде фрагментов вирусных геномов. Фрагменты вирусных геномов не могут вызывать инфекцию, однако они часто экспрессируют РНК и белки , иногда даже клеточные рецепторы .

Разнообразие и распространение

Эндогенные вирусные элементы были обнаружены в геномах животных , растений и грибов . У позвоночных эндогенные ретровирусы встречаются довольно часто. Поскольку ретровирусы встраиваются в геном клетки и передаются дочерним клеткам при репликации ДНК и делении , они могут сохраняться и в геномах клеток зародышевой линии. Кроме того, в геномах позвоночных обнаружены эндогенные вирусные элементы, близкие к вирусам семейств Parvoviridae , Filoviridae , Bornaviridae и . В геномах растений часто выявляются эндогенные вирусные элементы, напоминающие параретровирусы ( вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК, реплицирующиеся через стадию одноцепочечной РНК с использованием обратной транскрипции ). Кроме того, у растений встречаются эндогенные производные вирусов, не имеющих обратной транскрипции, например, вирусов семейства .

Значение для видов-хозяев

В некоторых случаях эндогенные вирусные элементы дают селективное преимущество тем особям, в геном которых они интегрировались. Например, они могут защищать от инфекции, вызванной родственными вирусами . В некоторых группах млекопитающих , в том числе у высших приматов , белки оболочки ретровирусов подверглись экзаптации и стали белками, которые экспрессируются в плаценты и обеспечивают слияние клеток плаценты с образованием синцития . Один из таких белков — синцитин человека , он кодируется эндогенным ретровирусом ERVWE1, локализованным в 7-ой хромосоме . Любопытно, что у разных групп млекопитающих гены синцитина и похожих белков были приобретены независимо от разных групп ретровирусов. Синцитин-подобные белки были выявлены у приматов , грызунов , зайцеобразных , хищных и копытных , их приобретение произошло от 85 до 10 миллионов лет назад .

Значение для палевирусологии

Эндогенные вирусные элементы — один из немногих источников информации о древних этапах эволюции вирусов. Многие из них произошли в результате интеграции предкового вируса в геном клетки зародышевой линии несколько миллионов лет назад, поэтому их можно рассматривать как «вирусные ископаемые». С помощью древних эндогенных вирусных элементов можно прослеживать эволюцию вирусов на большом временном интервале. Идентификация ортологичных эндогенных вирусных элементов в геномах разных организмов позволяет калибровать временную шкалу эволюции вирусов, поскольку время расхождения видов-хозяев известно. С помощью этого подхода удалось оценить возраст некоторых семейств вирусов. Для семейств Parvoviridae , Filoviridae , Bornaviridae и Circoviridae он составил от 93 до 30 миллионов лет , а род ретровирусов Lentivirus имеет возраст 12 миллионов лет. Эндогенные вирусные элементы могут также способствовать применению молекулярных часов для изучения эволюции вирусов .

Примечания