Транспозоны раскрывают класс длинных некодирующих РНК, специфичных для стволовых клеток
Геном человека — это не «мусор», как считалось ранее. Проект ENCODE показал, что некодирующие области содержат важные регуляторные сигналы и новые РНК-гены. Более 70 лет назад Барбара Мак-Клинток открыла «прыгающие гены», или транспозоны, которые могут реплицироваться и встраиваться в геном.
Новое исследование Джона Ринна и Дэвида Келли из Гарвардского университета и Института Броуда (Genome Biology) предоставляет доказательства на уровне всего генома, что транспозоны могут определять, когда ген включается или выключается в стволовых клетках.
Ключевые выводы исследования:
- Учёные обнаружили, что класс «прыгающих генов» — эндогенные ретровирусы (ERV) — обогащены в длинных межгенных некодирующих РНК (lincRNA).
- ERV часто располагаются в начале гена lincRNA в ориентации, способствующей транскрипции.
- Особенно интригующим оказалось то, что lincRNA, содержащие семейство ERV, известное как HERVH, экспрессируются преимущественно в стволовых клетках по сравнению с десятками других протестированных тканей и клеток.
«Это сильно предполагает, что транспозиция ERV в геноме могла дать начало специфичным для стволовых клеток lincRNA», — говорит Джон Ринн. Наблюдение, что HERVH находятся в начале десятков lincRNAs, было «почти леденящим», а тот факт, что это, по-видимому, придаёт паттерн экспрессии, специфичный для стволовых клеток, — «просто ошеломляющим».
Гипотеза и значение:
Ринн выдвигает гипотезу, что транспозоны могут быть не просто источником новых генов lincRNA, но и «двигателем» эволюции РНК-кодирующих генов. По аналогии с тем, как дети, играющие в грязи, развивают лучший иммунитет, геном может «пачкаться» транспозонами, и иногда это даёт преимущество, производя новый ген lincRNA.
Исследование показывает, что транспозоны могут контролировать тканеспецифическую экспрессию lincRNA, влияя на их эволюцию и регуляторные функции. По словам Дэвида Келли, эта работа «лишь царапает поверхность возможных ролей транспозонов в влиянии на функцию lincRNA».