Дослідники виявили, що ділянки людської ДНК, які раніше називали «сміттєвою», можуть мати критичне значення для регуляції роботи генів. Міжнародна група науковців встановила, що ці послідовності еволюціонували так, щоб впливати на активацію та деактивацію генів, особливо в ранньому розвитку організму.
Про це розповідає ProIT
Транспозони: від «генетичного сміття» до ключових регуляторів
Вперше мобільні елементи ДНК, або транспозони, були описані ще у 1940-х роках завдяки відкриттю Барбари МакКлінток. Вона з’ясувала, що певні ділянки ДНК здатні переміщуватися в межах геному, а згодом було доведено, що такі структури складають приблизно 45% усього людського геному. Через свою повторюваність і схожість між собою ці елементи тривалий час вважалися непотрібними залишками давніх вірусів.
Однак вивчення транспозонів, особливо молодих їхніх родин, таких як MER11, було складним завданням для науки. Щоб подолати цю складність, вчені застосували новий метод класифікації: вони згрупували послідовності MER11 не за стандартними характеристиками, а за еволюційними зв’язками й збереженням у геномах приматів. У результаті вдалося виділити чотири підродини MER11 — від найстаріших до наймолодших.
Нові підходи до дослідження ДНК та еволюційна роль транспозонів
Завдяки цій методиці було виявлено невідомі раніше закономірності та регуляторний потенціал таких послідовностей. Для перевірки гіпотез дослідники застосували інноваційну технологію, що дозволила одночасно тестувати активність майже 7000 послідовностей MER11 у стовбурових і ранніх нервових клітинах людини. З’ясувалося, що саме наймолодша підродина — MER11_G4 — виявила найбільшу здатність активувати експресію генів.
Частина нашого геному, яку вчені колись зневажливо називали “сміттєвою ДНК”, насправді може відігравати вирішальну роль у регуляції генів.
Детальний аналіз показав, що ці послідовності містять унікальні регуляторні мотиви — короткі ділянки ДНК, які стають місцями зв’язування для білків, відповідальних за контроль активності генів. Саме ці мотиви визначають, як гени реагують на зміни розвитку чи зовнішнього середовища.
Цікаво, що послідовності MER11_G4 зазнали різних змін у людей, шимпанзе та макак. Виявлені мутації у людей та шимпанзе можуть підсилювати регуляторний потенціал цих ділянок, що наштовхує на думку про їхню участь у процесах видоутворення та еволюції нових видів.