Мусорная ДНК регулирует активность генов

Одним из хорошо заметных отличий приматов от других млекопитающих, а людей - от других приматов, на генетическом уровне является наличие особых повторяющихся участков ДНК, прозванных когда-то мусорной ДНК.

Новое исследование ученых из университета Айовы показало, что когда разновидность некодирующей (не образующей белок) ДНК, известная как Alu-повтор встраивается в гены, она меняет скорость производства белков, что увеличивает гибкость генетических программ. Результаты исследования были опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Повторяющиеся элементы в геноме могут служить игровой площадкой при создании новых эволюционных характеристик. Изучение принципов работы этих элементов приблизит нас к пониманию того, какие механизмы вносят вклад в признаки, характерные лишь для человека", - говорит возглавлявший исследование Йи Ксинг (Yi Xing).

Alu-повтор встречается только в геноме приматов. В геноме человека содержится около 1 млн копий Alu-повтора, что составляет около 10,7% всего генома. Этот участок ДНК может перемещаться по геному, благодаря обратной транскрипции РНК в ДНК, встраиваясь в разные гены.

"Было сложно сказать, играют ли какую-то роль эти Alu-участки на уровне всего генома. Наше новое исследование дает положительный ответ на этот вопрос - они изменяют уровень производства белков, меняя эффективность перевода матричной РНК в белок".

Команда ученых использовала данные, полученные сравнительно новым методом - высокопропускным РНК секвенированием (high throughput RNA sequencing). Используя эти данные, ученые оценили, как часто участки РНК, закодированные Alu-повторами, включались в РНК генов, с которых будет производиться синтез белка.

Ксинг поясняет, что Alu-повторы встраиваются, как правило, в специальные регуляторные области генов - участок 5` UTR, который осуществляет контроль стабильности и эффективности матричной РНК, которая будет синтезироваться с этого гена. Эксперименты показали, что, встраиваясь в этот участок некоторого гена, Alu-повторы в итоге меняют его эффективность, то есть скорость синтеза белка.

Согласно результатам исследования, не все гены одинаково реагируют на присутствие Alu-повторов. Наиболее восприимчивыми оказались гены, кодирующие транскриптационные факторы (то есть регуляторы активности других генов).

Таким образом, повторяющиеся и ранее считавшиеся "мусорными" участки ДНК играют роль регуляторов активности генов. Причем у приматов появляется новый участник этого процесса - Alu-повторы. Есть ли тут причинно-следственная связь с развитием умственных способностей и культуры пока однозначно сказать нельзя. Ответ на этот важный вопрос требует дальнейших исследований.

Читайте на CNews
Бум технологий Web 2.0 ставит под угрозу конфиденциальность и безопасность СМБ-компаний
Фонд "Сколково" выделил 3,2 млрд руб. на реализацию 11 проектов
ПО для СМБ: внедряем ИТ без лишних затрат