Вирусное наследие в геноме человека оказалось ключевым регулятором генов

Фрагменты ДНК древних вирусов, которые десятилетиями считались генетическим «мусором», на самом деле выполняют важнейшую функцию. Эти генетические остатки являются функциональными компонентами генома человека, действуя как переключатели, которые активируют и деактивируют гены. Данная функция особенно важна на ранних стадиях эмбрионального развития.
Вирусное наследие в геноме человека оказалось ключевым регулятором генов
Изображение носит иллюстративный характер

Эти генетические остатки, известные как транспозоны или «прыгающие гены», составляют почти половину генома человека. Большинство из них являются следами древних вирусов, встроившихся в ДНК наших предков миллионы лет назад. Долгое время наука считала их бесполезными, поскольку они не кодируют белки. Однако современные данные показывают, что транспозоны играют роль в регуляции генов, часто через создание некодирующей РНК — молекулы, которая помогает клеткам дифференцироваться и контролирует рост эмбриона.

Исследование, опубликованное 18 июля в журнале Science Advances, было проведено под руководством Хироми Накао-Иноуэ, координатора исследований в Институте передовых исследований биологии человека Киотского университета.

В центре внимания оказалась специфическая семья транспозонов под названием MER11, которая проникла в геномы приматов около 40 миллионов лет назад.

В ходе работы ученые классифицировали последовательности семейства MER11 на четыре подгруппы в зависимости от их эволюционного возраста: от самой старой (MER11_G1) до самой молодой (MER11_G4).

Затем исследователи в лабораторных условиях ввели почти 7 000 таких последовательностей, взятых у людей и других приматов, в культуру стволовых клеток и нейрональных клеток на ранней стадии развития. После этого была измерена активность генов в этих клетках.

Результаты показали, что самая молодая подгруппа, MER11_G4, обладает мощной способностью активировать гены. Механизм этой активности заключается в наличии у MER11_G4 уникальных «сайтов связывания факторов транскрипции». Эти участки ДНК служат своеобразными «посадочными площадками» для белков, которые контролируют экспрессию генов.

Были выявлены незначительные различия в последовательностях MER11_G4 у людей, шимпанзе и макак. Эти вариации приводят к разным регуляторным эффектам у каждого вида, что указывает на их роль в эволюционных процессах.

Кристина Туфарелли, генетик из Онкологического исследовательского центра Лестерского университета, проанализировала работу и отметила, что она подчеркивает, как много еще неизвестно о геноме.

По словам Туфарелли, разнообразие внутри семейств вирусоподобных транспозонов «в значительной степени упускалось из виду».

Прорыв в изучении транспозонов стал возможен благодаря технологии редактирования генов CRISPR. Этот инструмент позволил ученым детально исследовать, как транспозоны влияют на структуру хроматина и активность генов после оплодотворения.

Подход, использованный в исследовании, может быть применен к любым транспозонам для лучшего понимания их регуляторных функций. Будущие эксперименты с использованием CRISPR могут включать удаление определенных частей этих элементов, чтобы точно определить их роль в регуляции генов как в норме, так и при патологиях.


Новое на сайте

19164Уязвимые обучающие приложения открывают доступ к облакам Fortune 500 для криптомайнинга 19163Почему ботнет SSHStalker успешно атакует Linux уязвимостями десятилетней давности? 19162Microsoft устранила шесть уязвимостей нулевого дня и анонсировала радикальные изменения в... 19161Эскалация цифровой угрозы: как IT-специалисты КНДР используют реальные личности для... 19160Скрытые потребности клиентов и преимущество наблюдения над опросами 19159Академическое фиаско Дороти Паркер в Лос-Анджелесе 19158Китайский шпионский фреймворк DKnife захватывает роутеры с 2019 года 19157Каким образом корейские детские хоры 1950-х годов превратили геополитику в музыку и... 19156Научная революция цвета в женской моде викторианской эпохи 19155Как новый сканер Microsoft обнаруживает «спящих агентов» в открытых моделях ИИ? 19154Как новая кампания DEADVAX использует файлы VHD для скрытой доставки трояна AsyncRAT? 19153Как новые китайские киберкампании взламывают госструктуры Юго-Восточной Азии? 19152Культ священного манго и закат эпохи хунвейбинов в маоистском Китае 19151Готовы ли вы к эре коэффициента адаптивности, когда IQ и EQ больше не гарантируют успех? 19150Иранская группировка RedKitten применяет сгенерированный нейросетями код для кибершпионажа
Ссылка