Геном человека, сложный узор генетической информации для жизни, оказался сокровищницей странных особенностей. Среди них есть сегменты ДНК, которые могут «прыгать» и перемещаться внутри генома, известные как «мобильные элементы» (TE).
Меняя свое положение в геноме, TE потенциально могут вызывать мутации и изменять генетический профиль клетки, но также являются главными организаторами организации и экспрессии нашего генома. Например, TE способствуют созданию регуляторных элементов, сайтов связывания факторов транскрипции и созданию химерных транскриптов — генетических последовательностей, создаваемых, когда сегменты двух разных генов или частей генома соединяются вместе, образуя новую гибридную молекулу РНК.
Было признано, что, учитывая их функциональное значение, TE составляют половину ДНК человека. Однако по мере движения и старения ТЕ воспринимают изменения, маскирующие их первоначальную форму. Со временем TE «вырождаются» и становятся менее узнаваемыми, из-за чего учёным становится сложнее идентифицировать и отслеживать их в нашей генетической программе.
В новом исследовании исследователи из группы Дидье Троно из EPFL нашли способ улучшить обнаружение TE в геноме человека, используя реконструированные геномы предков различных видов, что позволило им идентифицировать ранее не обнаруживаемые вырожденные TE в геноме человека. Исследование опубликовано в журнале Cell Genomics.
Ученые использовали базу данных реконструированных геномов предков разных видов, как геномную «машину времени». Сравнивая геном человека с реконструированными геномами предков, они могли идентифицировать в последних ТЕ, которые за миллионы лет дегенерировали (изношены) у людей.
Это сравнение позволило им обнаружить («аннотировать») TE, которые могли быть пропущены в предыдущих исследованиях, в которых использовались данные только из генома человека.
Используя этот подход, ученые обнаружили большее количество ТЕ, чем было известно ранее, что значительно увеличило долю нашей ДНК, вносимую ТЕ. Более того, они смогли продемонстрировать, что эти недавно обнаруженные последовательности TE играют ту же регуляторную роль, что и их более поздние, уже идентифицированные родственники.
Потенциальные применения огромны: «Лучшее понимание TE и их регуляторов может привести к пониманию болезней человека, на многие из которых, как полагают, влияют генетические факторы», — говорит Дидье Троно. «Прежде всего, это рак, а также аутоиммунные и метаболические расстройства и, в более общем плане, реакция нашего организма на стрессы окружающей среды и старение».
