Vedci objavili „priestorovú gramatiku“ dna Táto štúdia redefinuje úlohu transkripčných faktorov v génovej regulácii a ovplyvňuje naše chápanie genetických variácií a chorôb.
Nedávno objavený kód v DNA, nazývaný „priestorová gramatika“, môže odhaliť záhadu toho, ako je kódovaná génová aktivita v ľudskom genóme.
Tento dôležitý objav identifikovali a zverejnili výskumníci z Washingtonskej štátnej univerzity a Kalifornskej univerzity v San Diegu. Prírodaodhalili dlho predpovedanú skrytú priestorovú gramatiku zakotvenú v DNA. Tento výskum by mohol zmeniť chápanie génovej regulácie vedcov a odhaliť, ako môžu genetické variácie ovplyvniť génovú expresiu vo vývoji alebo chorobe.
Objav pozičných závislostí
V tomto kóde zohrávajú kľúčovú úlohu transkripčné faktory, proteíny, ktoré riadia, ktoré gény v genóme človeka sú zapnuté alebo vypnuté. Tento výskum, ktorý sa dlho považoval za aktivátory alebo represory génovej aktivity, odhaľuje, že funkcia transkripčných faktorov je oveľa komplexnejšia.
„Na rozdiel od toho, čo nájdete v učebniciach, transkripčné faktory, ktoré pôsobia ako skutočné aktivátory alebo represory, sú prekvapivo zriedkavé,“ povedal asistent profesora WSU Sasha Dutke, ktorý robil väčšinu výskumu na Škole molekulárnych biologických vied WSU na Vysokej škole veterinárnej. Medicína viedla výskum.
Vedci skôr zistili, že väčšina aktivátorov môže pôsobiť aj ako represory.
„Ak odstránite katalyzátor, vaša hypotéza je, že stratíte aktiváciu,“ povedal Bailey MacDonald, postgraduálny študent WSU, ktorý bol súčasťou výskumného tímu. „To však platilo len v 50 až 60 percentách prípadov, takže sme vedeli, že niečo nie je v poriadku.“
Pri bližšom pohľade vedci zistili, že funkcia mnohých transkripčných faktorov do značnej miery závisí od ich stavu.
Zistili, že vzdialenosť medzi transkripčnými faktormi a ich polohou vzhľadom na začiatok transkripcie génu určuje úroveň génovej aktivity. Napríklad transkripčné faktory môžu aktivovať génovú expresiu, keď sú umiestnené proti smeru transkripcie alebo pred začiatkom transkripcie génu, ale inhibujú jej aktivitu, keď sú lokalizované za alebo po začiatku transkripcie génu.
„Je to interval alebo „prostredie“, ktoré určuje, či daný transkripčný faktor pôsobí ako aktivátor alebo represor, “ povedal Duttke. „To ukazuje, že podobne ako učenie sa nového jazyka, aby sme sa naučili, ako sú vzory génovej expresie zakódované v našom genóme, musíme porozumieť jeho slovám aj gramatike.“
Dôsledky pre genetický výskum
Docent UC San Diego Christopher Benner odhaduje, že integráciou tejto novoobjavenej „priestorovej gramatiky“ môžu vedci získať hlbšie pochopenie toho, ako môžu mutácie alebo genetické variácie ovplyvniť génovú expresiu a môžu prispieť k ochoreniu.
„Potenciálne aplikácie sú veľmi široké,“ povedal Benner. „Prinajmenšom to zmení spôsob, akým vedci študujú génovú expresiu.“
Odkaz: „Polohovo závislá funkcia transkripčných faktorov špecifických pre ľudskú sekvenciu“ Sasha H. Dutke, Carlos Guzman, Max Chang, Nathaniel P. delos Santos, Bailey R. McDonald, Jiali Xie, Aaron F. Carlin, Sven Heinz a Christopher Benner, 17. júla 2024, Príroda,
DOI: 10.1038/s41586-024-07662-z
