Jesteś tutaj

Najnowsze badania pokazują, że za rozwój i proces myślenia u czworonożnych zwierząt i ludzi odpowiedzialny jest archaiczny wirus, który zadomowił się w naszym mózgu i stworzył precyzyjny proces przekazywania informacji między komórkami nerwowymi.

Dawno, dawno temu – jak przedstawia nam to najnowsza publikacja w czasopiśmie „Cell” – pewien wirus pozostawił swój kod genetyczny w genomie czworonożnych zwierząt. Ten urywek kodu jest wciąż aktywny i działa w ludzkim mózgu, gdzie wykonuje czynność bardzo typową dla wirusów – pakuje informację genetyczną i przekazuje ją z komórek nerwowych do sąsiadujących z nimi niewielkich kapsuł, które same wyglądają zupełnie jak wirusy. Te niewielkie pakiety informacji mogą mieć kluczowe znaczenie w procesie komunikowania i reorganizowania się nerwów. To zadanie zaś uważa się za niezbędne, aby możliwe było myślenie wyższego rzędu.

Chociaż wydaje się nieprawdopodobne, że część ludzkiego kodu genetycznego pochodzi od wirusów, to okazuje się, że jest to bardziej powszechne niż można przypuszczać. Artykuł podsumowujący szereg badań, opublikowany w 2016 roku w czasopiśmie „Current Opinion in Microbiology”, pokazuje, że nawet do 25 proc. genomu ssaków powstała w wyniku archaicznych inwazji wirusowych.

W przeciwieństwie do bakterii celem wirusa nie jest wyłącznie zamieszkanie w ciele żywiciela. Wirusy są równocześnie genetycznymi pasożytami. Wprowadzają one swój własny kod genetyczny do komórek gospodarza i „porywają” je, dostosowując do własnych potrzeb, co zwykle oznacza powstanie fabryki tworzącej nowe wirusy. Wynik tego procesu jest zwykle zbyteczny i szkodliwy dla organizmu „goszczącego” wirusa, ale zdarzają się przypadki, kiedy geny wirusa okazują się korzystne, a nawet na tyle przydatne, że zostają zaadaptowane na potrzeby organizmu. Jak pokazały dotychczasowe badania, wirusowe geny mogą odgrywać znaczącą rolę w układzie immunologicznym, a także we wczesnym rozwoju embrionalnym.

Nowe badania idą o krok dalej. Archaiczne wirusy dobrze zadomowiły się także w komórkach ludzkich i zwierzęcych mózgów i odgrywają ważną rolę w procesie myślenia. Być może nawet – twierdzą naukowcy – bez ich pojawienia proces ten nigdy by się nie rozwinął.

Gen Arc

Najpierw synapsa wytwarza swój impuls. Wtedy budzi się do życia wirusowy gen, znany jako „Arc”, zapisując swoją instrukcję w postaci bitów kodu RNA, którym wirusy posługują się chętniej niż DNA. Podążając za instrukcją z genu Arc, komórki nerwowe budują kapsydy – płaszcze białkowe wirusów, które pomagają im przetrwać poza komórką. Dzięki temu informacja bezpiecznie przemieszcza się między komórkami, docierając do sąsiadującego neuronu.

Nie jest jeszcze jasne co dzieje się z informacją, kiedy już dotrze do kolejnej komórki, ale badacze ustalili, że bez poprawnego działania opisanego tu procesu, synapsy po prostu zamierają. Problem z genem Arc widoczny jest u ludzi z autyzmem i innymi typami zaburzeń neuronalnych.

Nowe badania zyskały już uznanie autorów wspomnianego wyżej artykułu z 2016 roku. Ich zdaniem ten proces jest najlepszym jak dotąd opracowaniem odpowiedzi na pytanie o to, jak komórki nerwowe wymieniają między sobą informacje, które umożliwiają odpowiednią organizację komórek w mózgu.

– Te procesy leżą u podstaw rozlicznych funkcji mózgu, od warunkowania klasycznego i instrumentalnego (form uczenia się) aż do procesów poznawczych i koncepcji świadomości, które są podstawowymi formami myślenia u zwierząt i ludzi.

Co ciekawe, wydaje się, że przeniesienie się genu Arc z wirusa na zwierzęta zdarzyło się więcej niż raz. Badacze ustalili, że gen Arc u człowieka i zwierząt czworonożnych (z których człowiek się wywodzi) ma ze sobą wiele wspólnego, podczas gdy zupełnie inaczej zorganizowany jest u owadów i robaków. Najprawdopodobniej więc przeniesienie zdarzyło się dwukrotnie, niezależnie dla obu tych grup.

Następny etap badań wymaga działań interdyscyplinarnych neuronaukowców i badaczy dawnych form wirusów, którzy wspólnie powinni ustalić jak Arc znalazło się w genomie i jaka dokładnie informacja przekazywana jest teraz między komórkami biorącymi udział w opisanymi procesie.

 

Opracowano na podstawie artykułu „An Ancient Virus May Be Responsible for Human Consciousness” opublikowanego na portalu LiveScience

Źródło: domena publiczna