Di Andy Coghlan

Potremmo dovere la nostra sopravvivenza e complessità a un virus clandestino che nasce nelle primissime cellule degli embrioni umani. Non solo il virus sembra proteggere gli embrioni da altri virus, ma assiste anche i geni quando sono in corso i preparativi per la pianta del corpo di un nuovo essere umano.

La scoperta sostiene l’idea controversa che i virus che si sono insediati nel nostro DNA milioni di anni fa possano giocare il ruolo di burattinaio, influenzando silenziosamente la nostra esistenza ed evoluzione. “Siamo creature controllate dai virus”, dice Luis Villarreal dell’Università della California a Irvine.

I retrovirus inseriscono il loro materiale genetico nelle cellule del loro ospite umano o animale. All’inizio, questo causa malattia e morte. Con il tempo, tuttavia, l’ospite evolve la resistenza al virus, permettendo al DNA che si è incorporato nelle cellule dello sperma o dell’uovo di essere trasmesso alla generazione successiva. Il virus è ora conosciuto come un retrovirus endogeno o ERV – un appuntamento fisso nel genoma dell’ospite.

Protettore silenzioso

Si pensa che circa il 9 per cento del nostro genoma sia nato in questo modo. Fino a poco tempo fa, queste reliquie virali erano in gran parte liquidate come “spazzatura” inattiva che ha cessato di avere un impatto sul loro ospite molte migliaia di anni fa. La scoperta che HERVK, il più recente ERV che si è insediato nel nostro DNA – probabilmente circa 200.000 anni fa – è attivo negli embrioni umani sfida questa nozione.

Joanna Wysocka e i suoi colleghi della Stanford University in California hanno fatto questa scoperta inaspettata mentre analizzavano l’attività genica in embrioni umani di 3 giorni, che sono fasci di otto cellule. Oltre al DNA dei genitori, hanno trovato materiale genetico di HERVK. “Le cellule erano piene di prodotti proteici virali, alcuni dei quali si erano assemblati per formare particelle simili a quelle virali”, dice Wysocka.

Altri esperimenti hanno rivelato che il virus sembra produrre una proteina che impedisce ad altri virus di penetrare nell’embrione, suggerendo che protegge l’embrione da pericolosi virus in circolazione, come l’influenza. Sembra anche giocare un ruolo cruciale nell’attività genetica delle cellule embrionali, aiutando le istruzioni genetiche alle fabbriche di proteine cellulari.

Materia oscura biologica

Allettante, il virus clandestino potrebbe anche fornire indizi su ciò che ci rende diversi dagli scimpanzé e altri primati non umani. Alcuni ricercatori hanno precedentemente sostenuto che gli ERV possono giocare un ruolo chiave nel modo in cui le specie divergono l’una dall’altra, attivando diversi piani corporei e reti di geni che possono dare a un individuo un vantaggio sugli altri membri della specie.

Il lavoro di Wysocka sostiene questa idea, dice Patrick Forterre dell’Istituto Pasteur di Parigi. “Dimostra che i prodotti proteici di un’integrazione di retrovirus relativamente “recente” sono presenti molto presto nell’embrione, e potrebbero essere coinvolti in alcuni programmi critici dello sviluppo”. L’osservazione che gli ERV potrebbero anche proteggere l’embrione contro l’infezione ha anche molto senso, dice Forterre. “E’ come se i retrovirus fossero in competizione tra loro attraverso il loro ospite umano.”

Nonostante la loro ubiquità, i virus sono spesso chiamati la materia oscura della biologia perché la loro influenza passa spesso inosservata. Se il DNA è una giungla, allora i virus sono gli animali e le piante che vivono e si adattano al suo interno, dice Villarreal, che nel 2001 ha dimostrato che la presenza di un gene virale è essenziale per la formazione della placenta umana. “Il DNA è l’habitat e i virus sono gli abitanti”, dice. I virus più influenti sono quelli, come HERVK, che si sono inseriti in modo permanente nel nostro DNA e possono essere trasmessi alla generazione successiva.

Questi virus hanno gli strumenti genetici per rimodellare i geni degli ospiti, influenzando quali sono attivi e quando, e con quali altri geni interagiscono. Questo significa che hanno la capacità di rimodellare le caratteristiche fisiche dei loro ospiti, dice Villarreal. “Si tratta di un enorme pool dinamico di genomi colonizzatori”

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