Исследователи обнаружили важную роль «мусорной ДНК»
Ученые долгое время называли обширные участки генетического материала, доминирующие в геноме, «мусорной ДНК» (junk DNA), поскольку их функция была неясна.
Новое исследование на одноклеточном прудовом организме Oxytricha показало, что эта ДНК может играть центральную роль. Ученые из Принстонского университета и Университета Индианы обнаружили, что гены-транспозоны из этих «необязательных» регионов производят белки-транспозазы. Эти белки управляют масштабной перестройкой всего генома, необходимой для развития организма.
Ключевые моменты процесса:
- Транспозоны запускают перегруппировку сотен тысяч фрагментов ДНК.
- После выполнения своей функции организм удаляет транспозазы из генетического материала.
- В итоге геном сокращается до 5% от своего первоначального размера.
«Транспозоны фактически выполняют центральную функцию для клетки. Они "сшивают" гены в рабочую форму», — пояснила профессор Лора Ландвебер, соавтор исследования, опубликованного 15 мая в журнале Science.
Экспериментальное подтверждение: Когда ученые отключили несколько тысяч этих генов у Oxytricha, организмы с измененной ДНК не смогли развиваться нормально.
Ранее та же команда обнаружила, что матрицей для этой перестройки служат РНК, передающиеся от родителя к потомству. Текущая работа раскрывает «рабочий механизм» — транспозазы, осуществляющие процесс вырезания и сшивания огромных объемов ДНК.
Это открытие бросает вызов концепции «эгоистичной ДНК» (selfish DNA), которая, как считалось, копируется только ради собственного воспроизводства. Исследование показывает, что некоторые транспозоны могут приносить важную пользу организму-хозяину, закрепляясь в геноме на длительный срок.