Трохи вірусів вбудовані в геном людини та допомагають контролювати, які гени активні. (Зображення: Shutterstock)
Нове дослідження показало, що ДНК, яку люди отримали від давніх вірусів, відіграє ключову роль у вмиканні та вимиканні частин нашого генетичного коду.
Майже половина геному людини складається з сегментів, які називаються транспозованими елементами (ТЕ), також відомими як «стрибаючі гени», оскільки вони можуть переміщатися по геному. Деякі з цих ТЕ є залишками давніх вірусів, які вбудувалися в геноми наших предків і передавалися з покоління в покоління протягом мільйонів років.
Протягом десятиліть після відкриття ТЕ вчені вважали, що вони не мають жодної корисної мети — що це «сміттєва» ДНК. Але це нове дослідження додає дедалі більше доказів того, що цей опис був далеким від правильного.
Вам може сподобатися
-
ДНК вікінгів допомагає розкрити, коли виникла мутація гена, що бореться з ВІЛ: 9000 років тому поблизу Чорного моря
-
Нова альтернатива CRISPR може «встановлювати» цілі гени, прокладаючи шлях до лікування багатьох генетичних захворювань
-
Вчені виявили можливу відсутню ланку між «моно»вірусом та розсіяним склерозом
Дослідження показує, що ці нібито сплячі ділянки нашої ДНК аж ніяк не є безфункціональними скам'янілостями, а можуть бути вирішальними для регулювання експресії генів, особливо на ранніх стадіях розвитку. Вчені опублікували свої висновки 18 липня в журналі Science Advances.
«Наш геном був секвенований давно, але функція багатьох його частин залишається невідомою», – заявила співавтор дослідження Хіромі Накао-Іное, координатор досліджень в Інституті перспективних досліджень біології людини Кіотського університету. «Вважається, що транспозовані елементи відіграють важливу роль в еволюції геному, і очікується, що їхнє значення стане зрозумілішим у міру просування досліджень».
Зрештою, не такий вже й брудний
ТЕ вважалися «сміттям», оскільки вони здавались нерелевантними для створення білків — молекул, які будують клітини та підтримують їхню роботу. Хоча гени несуть креслення для білків, ці повторювані, транспозовані елементи довгий час відкидали як «нефункціональну» ДНК.
Однак в останні роки почали накопичуватися докази того, що ці повторювані частини наших геномів відіграють певну роль у регуляції генів. Наприклад, їхні коди часто використовуються для створення некодуючої РНК – молекули, яка може впливати на інші гени для диференціації клітин та регуляції росту ембріонів.
Більш детальне вивчення транспозованих елементів також стало можливим завдяки CRISPR. Відомий інструмент редагування генів дозволив вченим дослідити, як ТЕ впливають на структуру хроматину — суміші ДНК та білків, з яких складаються хромосоми — та запускають генну активність ембріона після запліднення.
Вчені, які проводили нове дослідження, зосередилися на певній родині ТЕ під назвою MER11. Ця родина належить до більшого класу ТЕ, які увійшли до геномів приматів близько 40 мільйонів років тому.
Дослідники класифікували послідовності в родині MER11 на основі їх еволюційних зв'язків одна з одною. Це призвело до чотирьох підгруп від MER11_G1 (найстарішої) до MER11_G4 (наймолодшої).
Щоб побачити, який вплив ці ТЕ мають на клітини, вони вставили майже 7000 послідовностей у клітини в лабораторних чашках. Послідовності, взяті у людей та інших приматів, були поміщені всередину стовбурових клітин та нейронних клітин на ранніх стадіях, активність генів яких потім вимірювалася.
Їхні результати показали, що наймолодші члени родини MER11 — MER11_G4 — мали сильну здатність активувати гени. Вони були оснащені унікальними «сайтами зв'язування факторів транскрипції», які є мотивами ДНК, що є ключовими для розвитку та діють як стикувальні площадки для білків, що контролюють експресію генів.
Незначні варіації в послідовностях MER11_G4 також існували між людьми, шимпанзе та макаками, причому варіації змінювали регуляторний ефект послідовностей від виду до виду.
«Дослідження підкреслює, скільки ще потрібно вивчити з послідовності геному», – сказала Live Science Крістіна Туфареллі, генетик з Центру дослідження раку Університету Лестера, яка не брала участі в дослідженні. «Особливо коли йдеться про вірусоподібні транспозонні повтори, різноманітність яких між родинами та всередині них значною мірою ігнорується».
Вона додала, що ця робота відкриває кілька шляхів для майбутніх досліджень. «Цей підхід можна застосувати до будь-якого транспозованого елемента, що потенційно допоможе отримати глибші знання про інші елементи з потенційними регуляторними функціями», – сказала вона.
Туфареллі додав, що майбутні експерименти можуть включати видалення певних частин TE за допомогою CRISPR, щоб допомогти розкрити їхню роль у регуляції експресії генів як у здоровому стані, так і при захворюваннях.
ТЕМИ CRISPR
Бен ТернерНавігація посилань у соціальних мережахСтарший автор
Бен Тернер — штатний автор Live Science з Великої Британії. Він висвітлює фізику та астрономію, серед інших тем, таких як технології та зміна клімату. Він закінчив Університетський коледж Лондона зі ступенем з фізики елементарних частинок, перш ніж стати журналістом. Коли він не пише, Бен любить читати літературу, грати на гітарі та бентежити себе шахами.
Ви повинні підтвердити своє публічне ім'я, перш ніж коментувати
Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім'я для відображення.
Вийти Читати далі
ДНК вікінгів допомагає розкрити, коли виникла мутація гена, що бореться з ВІЛ: 9000 років тому поблизу Чорного моря
Нова альтернатива CRISPR може «встановлювати» цілі гени, прокладаючи шлях до лікування багатьох генетичних захворювань
Вчені виявили можливу відсутню ланку між «моно»вірусом та розсіяним склерозом
Дослідження посилення функції не є «прерогативою божевільних вчених». Це фундаментальна складова біології.
Найдавніші свідчення про те, що люди заражаються хворобами від тварин, датуються 6500 роками.
Як битва між вірусами та бактеріями може допомогти нам перемогти супербактерії (Останнє в генетиці)
Найкраща карта геному людини виявляє «приховані» ділянки ДНК
8 немовлят врятовано від потенційно смертельних спадкових захворювань завдяки новому випробуванню ЕКЗ «донорство мітохондрій»
Чому так багато чоловіків страждають на дальтонічну сліпоту?
Як ДНК використовується для ідентифікації жертв масових катастроф?
У першому дослідженні вродженої глухоти у підлітків та дорослих, яку лікують за допомогою нової генної терапії
Чому чоловіки в середньому вищі за жінок? Останні новини
Перші у своєму роді кадри фіксують дивовижних морських істот, що процвітають у надзвичайних глибинах океану
Теплі та прохолодні температури потрапляють до мозку абсолютно різними шляхами.
Блискавка довжиною 515 миль, яка охопила 5 штатів, є найдовшою в історії спостережень
Дослідження показує, що люди, які сприймають суспільство як безжальний, цінують антагоністичних лідерів
Помідори випадково схрестилися з іншою рослиною 9 мільйонів років тому. Результат? Картопля.
Кофеїн може допомогти бактеріям протистояти антибіотикам, виявило дослідження ОСТАННІ СТАТТІ
1. Рожеві озера Австралії: залишки стародавніх річок, що тепер кишать мікробами, що виробляють рожеві пігменти
Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.
- Про нас
- Зв'яжіться з експертами Future
- Умови та положення
- Політика конфіденційності
- Політика щодо файлів cookie
- Заява про доступність
- Рекламуйтеся у нас
- Веб-сповіщення
- Кар'єра
- Редакційні стандарти
- Як запропонувати нам історію
© Future US, Inc. Повний 7-й поверх, 130 West 42nd Street, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10036.
var dfp_config = { “site_platform”: “vanilla”, “keywords”: “type-news-daily,serversidehawk,videoarticle,van-enable-adviser-
Sourse: www.livescience.com
