От мусора к сокровищу: неожиданная правда о "прыгающих генах"

Представьте: почти половина вашего генома — это не просто "мусор", а наследие древних вирусов, которые миллионы лет назад встроились в ДНК наших предков. И теперь эти фрагменты не просто существуют — они активно влияют на работу наших генов.

"Прыгающие гены": от мусора до ключевых регуляторов

Долгое время учёные считали, что так называемые мобильные элементы (МЭ) — это бесполезные остатки эволюции. Эти участки ДНК, также известные как "прыгающие гены", способны перемещаться по геному, но, казалось, не выполняют никаких важных функций.

Однако новое исследование, опубликованное в Science Advances, доказывает, что они играют критическую роль в регуляции генов, особенно на ранних стадиях развития.

"Наш геном был секвенирован давно, но функции многих его частей остаются неизвестными", — говорит Хироми Накао-Иноуэ, соавтор исследования из Киотского университета. "Мобильные элементы важны для эволюции, и их значение станет ещё очевиднее по мере новых открытий".

CRISPR и загадка семейства MER11

С развитием технологии CRISPR учёные смогли глубже изучить влияние мобильных элементов на структуру хроматина — комплекса ДНК и белков, из которых состоят хромосомы. В этом исследовании внимание сосредоточили на семействе MER11 — группе элементов, появившихся у приматов около 40 миллионов лет назад.

Исследователи разделили MER11 на четыре подгруппы:

1. MER11_G1 (самые древние)
2. MER11_G2
3. MER11_G3
4. MER11_G4 (самые молодые)

Эксперименты показали, что MER11_G4 особенно активны в регуляции генов. Они содержат уникальные участки, к которым прикрепляются белки, управляющие экспрессией генов. Более того, небольшие различия в этих последовательностях у людей, шимпанзе и макак влияют на их работу, что может объяснять некоторые эволюционные различия между видами.

Будущее исследований: от эмбрионов до болезней

"Эта работа открывает новые направления для изучения", — отмечает Кристина Туфарелли из Университета Лестера. "CRISPR позволяет удалять определённые участки ДНК, чтобы понять их роль не только в развитии, но и в заболеваниях".

Учёные предполагают, что дальнейшие исследования помогут раскрыть:

Как мобильные элементы влияют на развитие эмбрионов.

Их возможную связь с онкологическими и нейродегенеративными заболеваниями.

Эволюционные механизмы, благодаря которым вирусные фрагменты стали частью нашей ДНК.