Учёные выяснили, что так называемый «мусорный» участок ДНК может играть важную роль в развитии человека
Исследование международной группы учёных из Японии, Китая, Канады и США показало, что древние фрагменты вирусной ДНК, ранее считавшиеся «мусорными», на самом деле способны управлять активностью наших генов. Речь идёт об элементах под названием MER11 — это разновидность так называемых транспозонов, или «прыгающих» участков ДНК, которые в далёком прошлом проникли в наш геном благодаря вирусам, передаёт […]
Исследование международной группы учёных из Японии, Китая, Канады и США показало, что древние фрагменты вирусной ДНК, ранее считавшиеся «мусорными», на самом деле способны управлять активностью наших генов. Речь идёт об элементах под названием MER11 — это разновидность так называемых транспозонов, или «прыгающих» участков ДНК, которые в далёком прошлом проникли в наш геном благодаря вирусам, передаёт Science Daily.
Сейчас такие элементы занимают почти половину всей человеческой ДНК. Долгое время их считали бесполезными, но современные исследования показывают, что они могут работать как своеобразные выключатели, включая или выключая соседние гены, особенно в ключевые моменты развития организма.
Проблема в том, что транспозоны очень похожи друг на друга, поэтому их трудно изучать. Семейство MER11 — одни из «молодых» элементов, и из-за этого они до сих пор плохо классифицированы. Чтобы разобраться в их роли, учёные придумали новый способ сортировки этих участков — не по стандартной схеме, а с учётом их эволюционного возраста и того, насколько они сохранились в геномах разных приматов.
Так удалось выделить четыре подгруппы MER11 — от самых старых до самых молодых. Затем исследователи проверили, как эти участки связаны с активностью генов. Они сопоставили полученную классификацию с так называемыми эпигенетическими метками — это химические изменения, которые влияют на то, работают гены или «молчат». Оказалось, что новый подход лучше показывает, какие участки действительно участвуют в управлении генами.
Чтобы убедиться в этом, учёные применили передовой метод массового тестирования, с помощью которого они проверили почти 7000 участков MER11 в клетках человека и других приматов. Самая молодая подгруппа — MER11_G4 — показала наибольшую активность: она значительно усиливала работу генов и содержала уникальные короткие последовательности, к которым «пристыковываются» специальные белки — транскрипционные факторы. Эти белки играют ключевую роль в том, когда и как гены «включаются».
Анализ также показал, что у людей, шимпанзе и макак эти участки развивались немного по-разному. В геноме человека и шимпанзе появились мутации, которые, вероятно, усилили их влияние именно в стволовых клетках. Это может говорить о том, что подобные изменения сыграли роль в развитии отличий между видами.
По словам одного из ведущих авторов исследования, доктора Сюнь Чэня, результаты демонстрируют, как элементы древнего вирусного происхождения могли превратиться в важные регуляторы генов и даже повлиять на эволюцию человека.
«Геном человека расшифрован давно, но по сей день мы не до конца понимаем, как работает большая его часть», — добавляет доктор Иноуэ. Он подчёркивает, что транспозоны могут быть ключевыми игроками в развитии организма и эволюции, и в будущем их роль, вероятно, станет ещё яснее.