Генетики нашли в ДНК секретный код: что известно23.07.2025 11:46

Международное научное исследование предполагает, что древние фрагменты вирусной ДНК, встроенные в человеческий геном и считавшиеся раньше бесполезным генетическим материалом («мусорной ДНК»), способны оказывать значительное воздействие на регуляцию активности генов. Ученые из Японии, Китая, Канады и США провели детальное исследование семейства ДНК-последовательностей MER11. Они доказали, что эти элементы подвергались эволюции, оказывая влияние на работу генов преимущественно на ранних этапах развития человека.

По данным ScienceDaily, так называемые мобильные элементы (МЭ), представляющие собой повторы фрагментов ДНК, произошли от древних вирусов. Они занимают около половины нашего генома. Долгое время считалось, что подобные участки генома лишены функциональной значимости, но современные научные открытия свидетельствуют о том, что многие из них служат своего рода «регуляторными переключателями», управляющими работой соседних генов в конкретных типах клеток.

Особенность мобильных элементов заключается в их высокой повторяемости и схожести между отдельными элементами, что делает их идентификацию сложной задачей. Особенно непросто изучать относительно недавно возникшие группы мобильных элементов, вроде MER11, поскольку существующие базы данных недостаточно хорошо отражают их разнообразие и характеристики.

Для решения проблемы ученые предложили новую стратегию анализа мобильных элементов. Они отказались от традиционных инструментов аннотации и решили группировать последовательности MER11 согласно их происхождению и уровню сохранения среди различных видов приматов. Новый подход позволил выявить четыре подгруппы внутри семейства MER11A/B/C — от MER11_G1 до G4. Предложенная классификация позволила обнаружить ранее неизвестные особенности функционирования мобильных элементов. Они отражают истинную регуляционную роль исследуемых элементов по сравнению с традиционными методами.

Экспериментальные данные подтвердили, что самое молодое подсемейство MER11_G4 проявляет наибольшую активность в контроле над генами. Анализ также выявил специфический набор регуляторных мотивов, характерных исключительно для этого типа мобильного элемента. Регуляторные мотивы представляют собой короткие участки ДНК, служащие местами привязывания специальных белков — транскрипционных факторов, регулирующих активацию генов. По мнению ученых, эти мотивы могут изменять реакцию генов на внешние факторы и процессы клеточного развития.

Исследование также показало, что последовательности гена MER11_G4 у разных видов приматов претерпели ряд изменений, отличающихся друг от друга. Например, у людей и шимпанзе появились мутации, усиливающие регуляторную активность в стволовых клетках.

Таким образом, проведенное исследование демонстрирует механизм превращения некогда считавшихся мусорными элементов ДНК в важные компоненты биологической регуляции. Выявление путей эволюции этих элементов и прямое тестирование их функций помогает объяснить, каким образом древнейшая вирусная ДНК оказалась вовлеченной в управление деятельностью генов у приматов.

Ранее генетики расшифровали ДНК загадочного «ледяного человека».