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

19521Банковский троян VENON на Rust атакует Бразилию с помощью девяти техник обхода защиты 19520Бонобо агрессивны не меньше шимпанзе, но всё решают самки 19519Почему 600-килограммовый зонд NASA падает на Землю из-за солнечной активности? 19518«Липовый календарь»: как расписание превращает работников в расходный материал 19517Вредоносные Rust-пакеты и ИИ-бот крадут секреты разработчиков через CI/CD-пайплайны 19516Как хакеры за 72 часа превратили npm-пакет в ключ от целого облака AWS 19515Как WebDAV-диск и поддельная капча помогают обойти антивирус? 19514Могут ли простые числа скрываться внутри чёрных дыр? 19513Метеорит пробил крышу дома в Германии — откуда взялся огненный шар над Европой? 19512Уязвимости LeakyLooker в Google Looker Studio открывали доступ к чужим базам данных 19511Почему тысячи серверов оказываются открытой дверью для хакеров, хотя могли бы ею не быть? 19510Как исследователи за четыре минуты заставили ИИ-браузер Perplexity Comet попасться на... 19509Может ли женщина без влагалища и шейки матки зачать ребёнка естественным путём? 19508Зачем учёные из Вены создали QR-код, который невозможно увидеть без электронного... 19507Девять уязвимостей CrackArmor позволяют получить root-доступ через модуль безопасности...
Ссылка