Virus är ökända för deras förmåga att orsaka sjukdomar, vilket gör oss svaga och sjuka, men deras nära relation med mänsklig biologi är mycket mindre känd. Retrovirus, som sätter in sitt genetiska material i våra genom för att kopiera sig, lämnar efter sig gener som hjälper vårt immunsystem att fungera och forma utvecklingen av embryon och morkakor.
Forskare publicerade en artikel i PLOS Genetics där de rapporterade att syncytin, ett viralt protein som främjar bildning av placenta, också ökar muskelmassan hos hanmöss. Dessa fynd kan delvis förklara ett långvarigt mysterium i biologin: varför män av många däggdjursarter tenderar att vara mer muskulösa än kvinnor.
"Så fort jag läste detta började jag tänka på möjliga konsekvenser," säger evolutionsbiologen Aris Katsurakis vid University of Oxford, Storbritannien.
Viral arv
Cirka 8% av de tre miljarder paren A, T, G och C som utgör vårt DNA är viral detritus. Många av dessa virala rester har blivit värdelösa skräp, men inte alla, som de upptäckter som gjorts under de senaste 15 åren visar.
År 2000 upptäckte forskare att syncytin, ett protein som främjar morkakbildning, faktiskt var ett viralt protein som människor senare "lånade". Initialt tillät detta virala protein retroviruset att smälta samman med värdceller, och avsatte dess genom i en säker fristad för cytoplasma. Syncytin skiljer sig något från den forntida formen av detta protein; den leder vissa placentaceller att smälta samman med celler i moderns moder för att bilda det yttre skiktet på morkaken.
Efterföljande studier har visat att olika grupper av däggdjur har olika typer av syncytinprotein, vilket tyder på att däggdjur upprepade gånger har lånat retrovirala proteiner och återanfört dem för placentautveckling.
Kampanjvideo:
"Det är skrämmande att tro att denna cellfusion fick ett virus som vi förvärvade för 30 miljoner år sedan," säger Lars-Inge Larsson, patolog vid Köpenhamns universitet.
Tillväxtfaktor
En ny studie som leddes av virolog Thierry Heidmann från French National Centre for Scientific Research (CNRS) i Villejuif och Université Paris-Sud i Orsay tittade på vad som händer när syncytin tas bort från musgenomet. Borttagningen av båda kopiorna var dödlig, men borttagning av syncytin B och kvarhållandet av syncytin A resulterade i att den manliga avkomman var liten och svag. Dessa djur vägde 18% mindre än kullar med båda syncytinkopior.
Forskare trodde ursprungligen att förlusten av syncytin skapade en skadad morkaka som gjorde det svårt för möss att växa före födseln. Efterföljande upptäckter i andra laboratorier visade att syncytin var aktivt i immunceller och omogna muskelceller (myoblaster) såväl som i moderkakan, så Heidmann reviderade sin hypotes.
Mogna muskelceller, visste han, bildades genom fusionen av många omogna myoblaster. Med tanke på att cellfusion är involverad i båda processerna föreslog Heidmann och hans kollegor att syncytin också kan spela en roll i dem. Ytterligare analys av tidigare data visade att minskningen av kroppsvikt hos hanmöss utan syncytin B berodde på en minskning av deras muskelmassa. Cellstudier visade att musklerna hos män utan protein hade 20% färre muskelfibrer och antalet kärnor i fibrerna än musklerna hos orörda män.
"Vi blev mycket, mycket förvånade över att skillnaderna var hos män, men inte hos kvinnor," säger Heidmann.
Leker med muskler
Efterföljande experiment utförda av Heidmanns team syftade till att observera musmyblaster när de mognar till muskelceller och visade att båda synticingener är aktiva i denna process och att blockera proteiner minskar cellfusionen med mer än 40%. Cellkulturstudier på får, hundar och människor har visat liknande minskningar i myoblastfusionsfunktion när forskare blockerade synticinaktivitet.
"Detta är den första kraftfulla indikationen på att retrovirala höljesproteiner spelar en viktig roll utanför moderkakan," säger Cedric Feshot, en evolutionär biolog vid University of Utah i Salt Lake City.
Heidmann betonar att synticiner inte är de enda viktiga proteinerna i muskelfusion och att hans grupp fortfarande inte vet varför dessa proteiner stimulerar muskeltillväxt hos män men inte hos kvinnor. Och med tanke på att synticinerna i möss togs från helt andra virus än hos människor, rekommenderar Feshot att inte anta att de är lika viktiga för utvecklingen av mänskliga muskler.
Fortfarande, säger han, är det uppenbart att dessa virala proteiner, spridda genom vårt genom, är mycket viktigare än någon skulle ha gett.
"Det vi ser är förmodligen bara toppen av isberget," säger Feshot.
ILYA KHEL