«Мусорная» ДНК может контролировать клеточное развитие

Главная / Новости здравоохранения / «Мусорная» ДНК может контролировать клеточное развитие

«Мусорная» ДНК может контролировать клеточное развитие

Исследователи, работающие в рамках программы the Gene and Stem Cell Therapy Program, осуществляемой Институтом Centenary в Сиднее, подтвердили, что 97% ДНК человека, которые не кодируют «инструкции» по синтезу белка, не то, что не являются ненужными – они могут играть значительную роль в контролировании клеточного развития.

В ходе свой работы исследователи расшифровали неизвестный ранее механизм регуляции активности генов, увеличивая наше понимание относительно того, как развиваются клетки, и открывая новые возможности для создания различных методов терапии.

Используя последние технологии генетического секвенирования и сложный, передовой метод компьютерного анализа, исследовательская группа под руководством профессора Джона Раско, сотрудника учебного отдела института, и при участии главы кафедры биоинформатики института, доктора Уильяма Ритчи, показала, как определенные белые клетки крови используют некодирующие ДНК, чтобы регулировать активность группы генов, которая определяет их форму и функции. Работа опубликована сегодня в научном журнале Cell.

«Это открытие, затрагивающее то, что раньше считалось "мусором", показывает существование нового уровня контроля экспрессии генов, который также может играть роль в развитии многих других типов тканей» — говорит Раско. «Результаты наших наблюдений были достаточно неожиданными. Они открывают абсолютно новые возможности для разработки потенциальных методов лечения различных заболеваний, включая рак и лейкемию».

Как часть нормального процесса образования белков из ДНК, код для конструирования определенного белка отпечатывается в виде ленты генетического материала, известного как информационные РНК (иРНК).

Именно эта лена иРНК несет в себе инструкции по образованию белка из гена в ядрах белковых заводов или рибосом в организме клетки.

Однако эти ленты иРНК должны быть обработаны прежде, чем их можно будет использовать в качестве прототипов белков. Обычно любые некодирующие интроны должны быть вырезаны, чтобы стало возможным образование конечной последовательности для функционального белка. Многие интроны включают в себя также короткую последовательность – известную как стоп-кодон – которая, если оставить ее внутри, прекращает конструирование белков совсем. Сохранение интрона также может привести к стимулированию клеточного механизма, который разрушает иРНК, содержащую его.

Доктору Ритчи удалось разработать компьютерную программу для отсортировки лент иРНК, сохраняющих интроны от лент иРНК, не сохранивших их. Используя эту технологию, ведущий молекулярный биолог исследовательской группы, доктор Джастин Вонг, обнаружил, что ленты иРНК от многих десятков генов, вовлеченных в функцию белых кровяных клеток, были склонны к сохранению интронов и последующему разрушению. Это было связано с уровнями ферментов, необходимых для вырезки интронов. Если интрон не вырезан, образование функционального белкового продукта из этих генов невозможно. Доктор Джефф Холст, также участник исследовательской группы, пошел еще дальше и показал, как этот механизм работает на живом костном мозге.

Таким образом, исследователи предлагают использовать сохранение интронов в качестве эффективного средства контроля активности многих генов. «Фактически, на то, чтобы разрушить ленты иРНК, энергии уходит намного меньше, чем на осуществление контроля активности генов другими способами», — говорит Раско. «Вполне может быть, что этот ранее не замеченный общий механизм регуляции генов является важным в отношении этиологии различных заболеваний и возможности создания в будущем методов их лечения».

Источник: sciencedaily.com

Смотрите также: