НЕИЗВЕДАННЫЕ ГЛУБИНЫ ГЕНЕТИКИ

Аннотация:

Специалист по количественной биологии Юэн Бирни утверждает: то, что раньше представлялось бесполезной частью ДНК, оказалось тайной сокровищницей. Беседы о науке: биохимия. Неужели наши представления о том, как устроен человеческий геном, были слишком упрощенными? — Биологи всегда знали, что в генетическом материале есть не только гены, кодирующие белки. Всем, например, было ясно, что есть еще регуляция. А вот чего мы не знали — как много всего там есть. Чтобы дать вам самое общее представление, скажу так: примерно 1,2% всех нуклеотидов организованы в экзоны, кодирующие белки. Далее люди рассуждали так: «Наверное, есть еще примерно такое же число нуклеотидов, задействованных в регуляторных процессах, ну, может быть, чуть-чуть больше». Но даже если мы посмотрим на данные, полученные участниками проекта ENCODE, с такой весьма консервативной позиции, то окажется, что в регуляции участвуют как минимум 8, а то и 9% генома. — Получается, что в регуляторных механизмах задействована гораздо большая часть генома, чем в кодировании белков? — Да, причем названные 9% — далеко не все. Самая оптимистичная точка зрения на наши результаты — 50%. Так что цифру порядка 20% можно было бы с легкостью отстоять. — Следует ли нам расстаться со словосочетанием «бессмысленная ДНК»? — Я всерьез полагаю, что этот «термин» необходимо исключить из нашего лексикона. Похоже, это определение из числа слов-однодневок и непригодно для описания тех интересных феноменов, что были открыты в 1970-х гг. Я убежден: для того, с чем мы имеем дело теперь, подобная характеристика не подходит. — А а что по-настоящему удивительного вы нашли в этом, с позволения сказать, «хламе»? — Внутри проекта, как, впрочем, и за его рамками, было много споров о том, описывают ли результаты наших экспериментов что-то, что на самом деле происходит в природе. И был еще один, скорее философский вопрос: а важно ли это вообще? Другими словами, кое-что, возможно, и существует на биохимическом уровне, но для организма или, например, эволюционного процесса это несущественно. Этот спор тянулся с 2003 г. но потом наша собственная работа, да и работы вне консорциума позволили расставить точки над i, аргументировать, что эволюционные закономерности действуют в отношении регуляторных последовательностей ДНК не так, как в отношении генов, кодирующих белки. Главное здесь в том, что регулятор-ные элементы меняются гораздо быстрее. Так что если вы найдете некий структурный гену человека, вы почти наверняка увидите, что, скажем, у мыши тот же ген выглядит почти так же в течение большей части эволюционного времени, но вот для регуляторных генов это правило не работает. — Иначе говоря, генетическая регуляция у людей намного сложнее, а эволюция регуляторных элементов протекает куда быстрее? — Именно. — Но это весьма нестандартный способ рассуждения о генах — как, впрочем, и об эволюции. — Раньше я и не подозревал, до какой степени невежествен. Теперь я большой знаток в этой области. Конечно, осознание того, как мало тебе известно, может кому угодно подпортить настроение. Но ведь в этом и состоит суть прогресса. Первый шаг на пути познания — составление списка того, в чем именно тебе необходимо разобраться, и вот его-то мы сейчас и получили. — Более ранние исследования предполагали, что только от 3% до 15% человеческого генома имеют функциональное значение, т.е. кодируют белки, осуществляют регуляцию работы генома или выполняют другие подобные действия. Правда ли, что, согласно результатам проекта ENCODE, функциональными могут быть все 80% генома? — Можно взять данные проекта и отстаивать с ними в руках любой вариант от 9% до 80%, а это две очень разные величины. Что же мы там имеем? Давайте чуть вернемся назад. ДНК внутри клеток обернута вокруг различных белков, большая часть которых— это гисто-ны. чья основная функция — хранить гены в целости и сохранности. Но есть и другой тип белков, называемых факторами транскрипции, и они взаимодействуют в ДНК очень специфическим образом. Один такой белок способен связываться с 1 тыс. участков геномной ДНК, ну, может быть, самый крупный из них — с 50 тыс. участков. И когда мы говорим о тех самых 9%, то имеем в виду эти весьма специфические контакты между ДНК и факторами транскрипции. С другой стороны, похоже, что транскрипция ДНК с образованием РНК происходит непрерывно, т.е. на самом деле транскрибируются примерно 80% генома. И до сих пор идут ожесточенные споры, что представляет собой эта массовая транскрипция. — просто фоновый процесс, возможно, несущественный, или же все синтезируемые РНК действительно делают нечто, о чем мы пока не имеем представления. Я думаю, что все, что транскрибируется в клетке, достойно дальнейшего изучения и что это одна из тех задач, за которые нам нужно активно взяться в будущем. — В настоящее время широко распространено мнение, что попытки выявить варианты генов, связанные с определенными заболеваниями у человека, путем так называемых общегеномных исследований (GWAS, genome-wide association studies) не дали сколько-нибудь серьезных результатов. Сейчас результаты проекта ENCODE показывают, что примерно 73% тех областей ДНК, которые общегеномные исследования ранее связывали с заболеваниями, даже близко не лежат к участкам, кодирующим белки. Правы ли мы, до сих пор сосредоточиваясь на мутациях в структурных генах? — Общегеномные исследования очень интересны сами по себе, но волшебной палочкой для медицины они не стали. Нынешняя ситуация с GWAS кое-кого всерьез озадачила.

Авторы:

Издание: В мире науки
Год издания: 2013
Объем: 4с.
Дополнительная информация: 2013.-N 3.-С.82-85. Библ. 0 назв.
Просмотров: 54