Російські вчені з'ясували, як точно виміряти активність генів

Опубликованно 25.04.2019 05:12

МОСКВА, 28 мар – РІА Новини. Молекулярні біологи з Росії і Саудівської Аравії з'ясували, як можна дуже точно виміряти рівень активності генів і розкрити деякі особливості їх еволюції, спостерігаючи за так званими "CpG-світлофорами". Результати їх досліджень були представлені в журналі BMC Genomics.

Людський геном містить у собі приблизно три мільярди "букв"-нуклеотидів, близько двадцяти тисяч генів, що кодують білки, і велика кількість імовірно "сміттєвої" ДНК з поки що не з'ясованими функціями.

Всі ці ділянки геному виглядають і влаштовані абсолютно однаково у всіх наших клітинах, але при цьому в кожній з них "включений" свій власний набір генів, важливих для її виживання і роботи. Це можливо завдяки тому, що життя навчилася гнучко управляти їх активністю, маніпулюючи структурою білкової "упаковки" ДНК і наносячи особливі мітки на поверхню самих генів.

Юлія Медведєва, молекулярний біолог з Центру біотехнологій РАН і МФТІ, і її колеги вже багато років намагаються розкрити таємниці роботи цих "диригентів" генного оркестру, вивчаючи те, як білки, що беруть участь у процесі "читання" ДНК, розпізнають ці мітки і реагують на них.

5 жовтня 2017, 13:57Генетики з Росії взяли участь у першій перепису "диригентів" генів людей

Подібні вирости, як давно вчені знають, приєднуються до генам не випадковим чином, а в особливих ділянках, де сусідять дві конкретних "букви"-нуклеотиду – цитозин і гуанін. В залежності від того, де знаходиться це поєднання, CpG-динуклеотид, приєднання до нього найпростішої молекули метану або заважає роботі гена, або ж змушує клітину активніше зчитувати його.

В минулому, як відзначають Медведєва і її колеги, вчені вважали, що всі подібні мітки приблизно однаково впливають на читаємість ДНК. Нещодавно російські вчені з'ясували, що це "рівноправність" було хибним – деякі з таких міток на початку гена, які вони назвали "CpG-світлофорами", майже гарантовано блокували його зчитування.

Спочатку вчені думали, що подібні мітки безпосередньо керують роботою білків, що беруть участь у транскрипції ДНК, заважаючи їм взаємодіяти з генами. Зараз російські біологи і їх саудівські колеги з'ясували, що це далеко не так, провівши масштабну перепис "CpG-світлофорів" 48 різних типах тканин і клітин людини.

Виявилося, що вони трапляються не тільки у так званому промоторе, початкової частини гена, але і в інших регіонах, впливаючи на читаємість ДНК якимись іншими, невідомими шляхами. Більш того, автори статті несподівано виявили, що взаємодія "світлофорів" і білків, зчитувальних промотори, було скоріш винятком, ніж правилом.

При цьому, що цікаво, вони виявилися набагато більш надійним індикатором активності того чи іншого гена, ніж загальна кількість метильних міток на поверхні його центральної або початкової частини. В цілому, вчені нарахували близько восьми тисяч генів, чиєю роботою керували в основному "світлофори".

28 серпня 2018, 18:19Популярний консервант змінює структуру "обгортки" ДНК, з'ясували вчені

І нарешті, вчені помітили, що CpG-ділянки, де були присутні "світлофори", в середньому мутували рідше, ніж інші регіони геному. Це говорить про їх важливість для еволюції людини та інших ссавців.

Все це, за словами Медведєва і її колег, дозволяє одночасно використовувати подібні структури і для спостережень за активністю конкретних генів, важливих з точки зору вчених або лікарів, і для вивчення того, як виникли механізми генної регуляції.

Категория: Новости