ADN -ul pe care oamenii l -au dobândit din virusurile antice joacă un rol esențial în schimbarea și oprirea părților codului nostru genetic, a descoperit un nou studiu.
Aproape jumătate din genomul uman este format din segmente numite Elemente transpuse (TES), cunoscută și sub numele de „gene care sărituri” pentru că pot urca în jurul genomului. Unele dintre aceste TE sunt rămășițe ale virusurilor antice care s -au încorporat în genomii strămoșilor noștri și au fost transmise de -a lungul a milioane de ani.
Timp de zeci de ani după ce au fost descoperite TE, oamenii de știință au presupus că nu au servit niciun scop util – că sunt ADN „gunoi”. Dar acest nou studiu adaugă dovezilor în creștere conform cărora această descriere era departe de a fi corectă.
Departe de a fi fosile fără funcții, aceste întinderi în mod evident latente ale ADN -ului nostru ar putea fi cruciale în reglarea expresiei genice, în special în timpul dezvoltării timpurii, sugerează cercetarea. Oamenii de știință și -au publicat concluziile pe 18 iulie în jurnal Progrese științifice.
„Genomul nostru a fost secvențiat cu mult timp în urmă, dar funcția multor părți rămâne necunoscută”, co-autor de studiu Hiromi Nakao-Inouecoordonator de cercetare la Institutul Universității Kyoto pentru Studiul avansat al biologiei umane, spus într -o declarație. „Se consideră că elementele transpuse joacă roluri importante în evoluția genomului, iar semnificația lor este de așteptat să devină mai clară, deoarece cercetarea continuă să avanseze.”
Nu atât de junky până la urmă
TE -urile au fost considerate „gunoi”, deoarece păreau irelevante pentru crearea de proteine – moleculele care construiesc celulele și le mențin să funcționeze. În timp ce genele poartă planuri pentru proteine, aceste elemente repetitive și transpozabile au fost demise de mult timp ca ADN „nefuncțional”.
Cu toate acestea, în ultimii ani, dovezi au început să acumuleze că aceste porțiuni repetitive ale genomilor noștri joacă un rol în reglarea genelor. De exemplu, ale lor Codurile sunt adesea folosite pentru a face necodare ARNo moleculă care poate acționa asupra altor gene pentru diferențiați celulele şi reglementează creșterea embrionilor.
Studiul mai detaliat al elementelor transpuse a fost posibil și de CRISPR. Celebrul instrument de editare a genelor i-a permis oamenilor de știință să privească modul în care TES influențează Structura cromatinei – amestecul de ADN și proteine din care se fac cromozomi – și porniți activitatea genică a unui embrion După fertilizare.
Oamenii de știință din spatele noii cercetări s -au concentrat pe o familie specifică de TES numită Mer11. Familia aparține unei clase mai mari de TE care a intrat în genome primate acum 40 de milioane de ani.
Cercetătorii au clasificat secvențe în cadrul familiei Mer11 pe baza relațiilor lor evolutive unul cu celălalt. Aceasta a produs patru subgrupuri de la Mer11_g1 (cel mai vechi) la Mer11_g4 (cel mai tânăr).
Pentru a vedea ce efecte au aceste TE asupra celulelor, au introdus aproape 7.000 din secvențe în celule în vasele de laborator. Secvențele, preluate de la oameni și alte primate, au fost plasate în celulele stem și celulele neuronale în stadiu incipient, a căror activitate genică a fost apoi măsurată.
Rezultatele lor au arătat că cei mai tineri membri ai familiei Mer11 – Mer11_G4 – aveau o capacitate puternică de a activa genele. Au fost echipate cu „site -uri de legare a factorilor de transcripție”, care sunt motive ADN care sunt esențiale pentru dezvoltare și acționează ca plăcuțe de andocare pentru proteine care controlează expresia genelor.
Variații subtile în secvențele Mer11_G4 au existat și între oameni, cimpanze și macaques, cu variații schimbând efectul de reglementare al secvențelor de la specii la specii.
“Studiul evidențiază cât de mult mai este de învățat din secvența genomului”, ” Cristina Tufarellia declarat pentru Live Science, un genetician al Centrului de Cercetare a Cancerului Universității din Leicester, care nu a fost implicat în studiu. „Mai ales când vine vorba de repetări de transpozon asemănătoare cu virusul a căror varietate între și în cadrul familiilor a fost trecută în mare măsură cu vederea”.
Ea a adăugat că lucrarea deschide mai multe căi pentru investigații viitoare. “Abordarea ar putea fi aplicată oricărui element transpus cu potențialul de a ajuta la obținerea unei cunoștințe mai profunde a altor elemente cu potențiale funcții de reglementare”, a spus ea.
Tufarelli a adăugat că experimentele viitoare ar putea implica ștergerea anumitor părți ale TES cu CRISPR pentru a ajuta la dezvăluirea rolurilor lor în reglarea expresiei genelor atât în sănătate, cât și în boală.