Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • vsh25
  • Vitacoin

Атлас некодирующей ДНК

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего создали атлас хроматина для генома человека. Хроматин – это комплекс ДНК и гистоновых белков в эукариотических клетках; различные конфигурации хроматина регуляторных генах изменяют экспрессию близлежащих генов. Точное определение этих фрагментов хроматина в клетках различных типов тканей человека стало бы важным шагом на пути к пониманию роли регуляторных элементов генов (некодирующей ДНК) в здоровье или заболеваниях человека.

Геном человека был секвенирован 20 лет назад, но интерпретация этих данных по-прежнему остается сложной задачей. Известно приблизительное число всех человеческих генов, кодирующих белки, – примерно 20 000. Но эта информация на самом деле не объясняет, как именно работает процесс строительства клеток и почему при заболеваниях он нарушается. Сложность заключается в том, что большая часть последовательности ДНК человека – более 98% – не кодирует белки, и расшифровать информацию, встроенную в эти последовательности очень тяжело.

Международные усилия по изучению некодирующей ДНК отражены в Энциклопедии элементов ДНК (Encyclopedia of DNA Elements, ENCODE). В частности, были изучены роль и функции хроматина – комплекса ДНК и гистонов, которые образуют хромосомы в ядрах эукариотических клеток.

ДНК несет в себе генетические инструкции клетки. Гистоны – это белки в хроматине, которые помогают плотно упаковывать нить ДНК в компактную форму, чтобы она помещалась в ядре клетки. Изменения в конфигурации хроматина сказываются на репликации ДНК и экспрессии генов.

Исследователи провели анализ более 600 000 человеческих клеток, отобранных из 30 типов тканей от нескольких взрослых доноров, затем объединили эту информацию с аналогичными данными из 15 типов тканей плода, чтобы определить состояние хроматина примерно в 1,2 миллиона цис-регуляторных элементов-кандидатов в 222 различных типах клеток.

Цис-регуляторные элементы – это области некодирующей ДНК, которые регулируют транскрипцию (копирование сегмента ДНК в РНК) соседних генов. Транскрипция – важнейший процесс, который преобразует генетическую информацию в действие.

Исследования, проведенные в последнее десятилетие, установили, что вариации последовательностей в некодирующей ДНК являются ключевой движущей силой мультигенных признаков и заболеваний, таких как сахарный диабет, болезнь Альцгеймера и аутоиммунные заболевания.

chromatin.jpg

Новая парадигма, которая помогает понять, как некодирующие гены способствуют заболеваниям, предполагает, что изменения последовательности нарушают функцию регуляторных элементов и приводят к нарушению экспрессии генов в соответствующих заболеванию типах клеток, например, нейронах, иммунных или эпителиальных клетках. Однако препятствием для понимания функции некодирующих вариантов риска является отсутствие специфичного для разных типов клеток списка регуляторных элементов в геноме человека.

В результате настоящего исследования идентифицированы типы клеток, соответствующие признакам заболевания, для 240 мультигенных признаков и заболеваний и описан риск некодирующих вариантов.

Данный ресурс значительно облегчит изучение механизмов широкого спектра заболеваний человека. Атлас хроматина также позволит научному сообществу выявить специфические для окружающей среды различия типов клеток, которые находятся в нескольких тканях, например, фибробластов, иммунных или эпителиальных клеток.

Статья K.Zhang et al. A single-cell atlas of chromatin accessibility in the human genome.

Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам UC San Diego: Illuminating Dark Matter in Human DNA.

Читать статьи по темам:

эпигенетика база данных Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

В два раза дольше положенного

Продолжительность жизни позвоночных записана в метилированных участках ДНК. Для человека расчётный срок жизни составляет 38 лет.

читать

Месячник эпигенетики

Эпигенетика изучает изменения активности генов, не затрагивающие структуру ДНК. Это некая сумма факторов, влияющих на экспрессию генов.

читать

Не советую...

Кастрация баранов замедляет старение их ДНК. По мнению исследователей, то же применимо и к самцам людей, т.е. мужчинам.

читать

Забыть всё

После имплантации в стенку матки эмбрионы мыши проходят полное эпигенетическое омоложение, возвращаясь к «нулевой отметке» возраста.

читать

Нелинейное метилирование

Реконструкция индивидуальных траекторий метилирования ДНК показала, что этот процесс чаще всего неравномерен и это неслучайно.

читать

Эпигенетическое омоложение

Участники эксперимента оказались более чем на 3 года «моложе» по сравнению с контрольной группой. И почти на 2 года – самих себя в начале эксперимента.

читать