Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • medtech
  • ММИФ-2018
  • Vitacoin

ДНК не бывает «мусорной»

Геном – это не просто набор генов

Дмитрий Целиков, Компьюлента

Геном человека – сумма наследуемой информации – представляет собой, как только что выяснилось, не только набор кодирующих белки генов.

Проект «Энциклопедия элементов ДНК» (Encyclopedia of DNA Elements, ENCODE), финансируемый США, начинался в конце 1990-х с намерения разыскать все традиционные гены, дабы выявить все белки, необходимые для жизни. Каждый ген мыслился как дискретный фрагмент ДНК, и порядок расположения оснований ДНК (всем известных «букв» – то есть молекул, из которых составляется ДНК) считался кодом конкретного белка. Но, к своему удивлению, учёные обнаружили, что на такие участки приходится менее 3% генома. В чём же смысл миллиардов других оснований?

Теперь на этот вопрос есть ответ. Выяснилось, что многие из них играют важную роль в биологии человека: например, они помогают определить, когда ген включён или выключен. Именно это обстоятельство делает одну клетку клеткой почки, а другую – клеткой мозга. «Геном – это не просто набор генов», – подытоживает соавтор Марк Герштейн из Йельского университета (США).

Проникновение в эту суть поможет исследователям глубже понять связь между генетикой и болезнями: составлена беспрецедентно точная и всеобъемлющая карта с указанием роли каждого конкретного основания.

В проекте ENCODE, возглавлявшемся Эваном Бёрни из Европейского института биоинформатики (Великобритания), принимали участие 32 учреждения и 442 специалиста. Они провели компьютерный анализ, выполнили биохимические тесты и исследовали основания 147 типов клеток (шести из них – с особенной тщательностью), дабы выяснить роль каждого из 3 млрд оснований. В целом выходит, что около 80% генома биохимически активны. Одни последовательности нуклеотидов предназначены для того, чтобы связываться с белками, влияющими на активность генов. Другие превращаются в нити РНК, которые и сами способны выполнить ряд функций – регуляцию генов, например. (РНК, как правило, рассматривается в качестве молекулы-посредника, которая помогает производить белки, но ENCODE показал, что бОльшая часть РНК является конечным продуктом и не используется для создания белков.) И многие участки генома просто предоставляют место химическим модификациям, которые отключают избранные участки наших хромосом.


Проект ENCODE расшифровал устройство хромосом с беспрецедентной детализацией. (Изображение ENCODE.)

Тем самым наше представление о генах меняется весьма принципиальным образом. Установлено, что около 76% ДНК транскрибируется в РНК того или иного рода – гораздо больше, чем ожидалось. В эту часть ДНК входит чуть менее 21 тысяч кодирующих белок генов (некогда предполагалось, что у нас их более 100 тысяч), а также «гены» 8,8 тысяч малых молекул РНК и 9,6 тысяч длинных некодирующих РНК, каждая из которых занимает по меньшей мере 200 оснований. Добавьте к этому 11 224 участка ДНК, которые классифицировались как псевдогены, то есть «мёртвые» гены, и которые, как только что выяснилось, на самом деле активны, но лишь в некоторых типах клеток или у отдельных людей. Наконец, стало известно, что гены могут пересекаться и иметь несколько начал и концов.

В общей сложности обнаружено 4 млн участков ДНК, которые действуют как переключатели активности генов. Эти коммутаторы могут находиться как вблизи, так и вдали от регулируемого ими гена. Они действуют в различных сочетаниях в различных типах клеток, дабы придать им индивидуальности. Кроме того, по крайней мере некоторые из нитей РНК, производимых геномом, помогают контролировать количество белка, получаемого в результате деятельности конкретного гена. Таким образом, регуляция генов оказывается гораздо более сложным процессом, чем считалось.

Результаты исследования опубликованы в журналах Nature (шесть статей), Genome Research и Genome Biology (24 материала), а также на сайте журнала Science (две статьи).

Подготовлено по материалам ScienceNOW: Human Genome Is Much More Than Just Genes.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
06.09.2012

Читать статьи по темам:

биоинформатика геномика Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Американский руководитель петербургского Центра геномной биоинформатики

Беседа с известным биологом Стивом О'Брайеном (Stephen James O'Brien), научным руководителем Центра геномной биоинформатики им. Добжанского в СПбГу.

читать

Анализ геномных данных: учимся у лучших

В Подмосковье проводится первый в России образовательный курс «Анализ геномных данных» с участием преподавателей Лаборатории Колд Спринг Харбор.

читать

Облачная биоинформатика для «-омиков»

На вопросы где хранить, как хранить и как обеспечить доступ к данным, которые получает протеомика, геномика, микробиомика и прочие так называемые «-омики» позволяют ответить биоинформационные облачные технологии.

читать

Центр геномной биоинформатики СПбГУ начинает работу

27-28 апреля 2012 г. в Санкт-Петербургском государственном университете состоится международная научная конференция, посвященная открытию Центра геномной биоинформатики.

читать

Постдокторские гранты для «-омиков»

10 международных стипендий Vrije Universiteit Brussel (Бельгия) будут предложены молодым ученым, специализирующимся в «-омиках»: метагеномике, геномике, протеомике, биоинформатике.

читать