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
-
Залишки стародавніх вірусів складають 40% нашого геному. Вони можуть спровокувати дегенерацію мозку.
-
Генетика: Як ми успадковуємо риси від наших предків?
-
ДНК має термін придатності. Але білки розкривають таємниці про наших давніх предків, які ми ніколи не вважали можливими.
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.
Вам може сподобатися
-
Залишки стародавніх вірусів складають 40% нашого геному. Вони можуть спровокувати дегенерацію мозку.
-
Генетика: Як ми успадковуємо риси від наших предків?
-
ДНК має термін придатності. Але білки розкривають таємниці про наших давніх предків, які ми ніколи не вважали можливими.
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.
ПОВ'ЯЗАНІ ІСТОРІЇ
—Найбільше з коли-небудь створених генеалогічних дерев людини простежує історію нашого виду
— У геномі людини є понад 150 генів, «створених з нуля». 2 з них є повністю унікальними для нас.
— Лише 1,5% нашого геному є «унікально людським»
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 Тернер, редактор популярних новин, виконуючи обов'язки редактора соціальних посилань
Бен Тернер — британський письменник і редактор Live Science. Він висвітлює фізику та астрономію, технології та зміну 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
Залишки стародавніх вірусів складають 40% нашого геному. Вони можуть спровокувати дегенерацію мозку.
Генетика: Як ми успадковуємо риси від наших предків?
ДНК має термін придатності. Але білки розкривають таємниці про наших давніх предків, які ми ніколи не вважали можливими.
Вчені виявили «спіралі» в ДНК, які утворюються під тиском
Вчені стверджують, що люди можуть мати невикористані «суперсили» завдяки генам, пов'язаним зі сплячкою
Ген, який відрізняється у людей і неандертальців, може пролити світло на зникнення виду, показує дослідження на мишах
Найновіше в генетиці
Генетика: Як ми успадковуємо риси від наших предків?
Трагічна смерть у генній терапії, яка зупинила розвиток цієї галузі на десятиліття — 17 вересня 1999 року
Ген, який людські предки втратили мільйони років тому, може допомогти в лікуванні подагри
Залишки стародавніх вірусів складають 40% нашого геному. Вони можуть спровокувати дегенерацію мозку.
Вчені виявили «спіралі» в ДНК, які утворюються під тиском
Спеціальний захист може допомогти людським яйцеклітинам залишатися свіжими з віком організму
Останні новини
Рідкісний «танець» урагану Фудзівара може врятувати східне узбережжя від найгірших наслідків тропічного шторму Імельда
30 000-річний «особистий набір інструментів», знайдений у Чеській Республіці, дає «дуже рідкісний» погляд на життя мисливця-збирача кам'яної доби
Чи безпечний ацетамінофен під час вагітності? Ось що каже наука.
Загадковий космічний вибух неможливо пояснити, кажуть вчені
Фізики знайшли лазівку в принципі невизначеності Гейзенберга, не порушуючи його
Наукові новини цього тижня: проривний засіб від хвороби Хантінгтона та швидкозростаюча чорна діра, яка порушує фізику
ОСТАННІ СТАТТІ
Рідкісний «танець» урагану Фудзівара може врятувати східне узбережжя від найгірших наслідків тропічного шторму Імельда.
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