|
Скрытый в геноме человека призрачный код
|
|
|
|
С тех пор как швейцарский врач Фридрих Мишер впервые выделил ДНК в 1869 году, наука шагнула по невероятному пути геномных открытий. Один из главных моментов в этом путешествии произошел в 1940-х годах, когда цитогенетик Барбара Макклинток обнаружила перемещаемые элементы (TE), также известные как “прыгающие гены”. Десятилетия спустя проект “Геном человека” обнаружил, что эти элементы составляют ошеломляющие 45 процентов человеческого генома и сумели размножиться за миллионы лет благодаря механизму "копирования и вставки".
|
|
|
|
Из—за того, что эти последовательности часто повторяются и почти идентичны, на них десятилетиями не обращали внимания как на “мусорную ДНК” - генетические остатки давно вымерших вирусов. Но в последние годы это нелестное мнение об этих последовательностях начало меняться. Сегодня ученые считают, что TES играют определенную роль в функционировании генома, эволюции хромосом, видообразовании и разнообразии. Однако из-за их повторяющегося характера их по-прежнему трудно исследовать.
|
|
|
|
В ходе нового международного исследования был найден новый метод анализа этих загадочных последовательностей, и они обнаружили скрытые закономерности, ответственные за экспрессию генов. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances.
|
|
|
|
|
|
|
“Наш геном был секвенирован уже давно, но функции многих его частей остаются неизвестными”, - сказал Фумитака Иноуэ, соавтор исследования из Университета Киото, в заявлении для прессы. Понимание TEs позволило бы раскрыть одну из самых больших загадок генома.
|
|
|
|
В попытке лучше понять TES, исследователи разработали новый метод их классификации. В данном исследовании, в отличие от стандартных инструментов аннотирования, TES группируются на основе их эволюционных связей и качества сохранения в геноме приматов. Сосредоточившись на семействе последовательностей под названием MER11, новый метод позволил ученым разделить группу на подгруппы, названные от MER11_G1 до G4. Подгруппа G1 представляла самые старые эволюционные последовательности, в то время как G4 содержала самые молодые.
|
|
|
|
Взглянув на MER11 через эту новую призму, исследователи смогли сравнить эти новые подсемейства с эпигенетическими маркерами и обнаружили, что эти группы, по-видимому, выполняют регуляторную функцию в геноме. Другими словами, они действовали как переключатели для экспрессии генов — особенно на ранних этапах развития человека.
|
|
|
|
Конечно, одно дело - вывести закономерность, а другое - увидеть ее в действии. Итак, команда использовала метод, известный как “лентивирусный массово-параллельный репортерный анализ”, или lentiMPRA, для измерения 7000 последовательностей MER11 с использованием стволовых клеток человека и ранних стадий развития нервных клеток. Это показало, что самый молодой представитель группы (MER11_G4) оказал самое сильное влияние на экспрессию генов. Согласно исследованию, эта группа использует регуляторные “мотивы” — короткие участки ДНК, которые влияют на развитие генов и их реакцию.
|
|
|
|
Отслеживая эволюцию этой группы, ученые показали, что ДНК, первоначально унаследованная от древних вирусов, может активно участвовать в формировании и функционировании ДНК приматов. Несмотря на то, что путь к пониманию генома человека длится уже более 150 лет, он по-прежнему обладает удивительной способностью удивлять нас, казалось бы, на каждом шагу.
|
|
|
|
Источник
|
