До сих пор крайне мало изученные ультраконсервативные элементы ДНК, по-видимому, играют ключевую роль в регуляции активности генома на разных стадиях развития организма. К такому выводу пришли ученые из университета Сассекса (Англия), под руководством профессора Клаудио Алонсо (Claudio Alonso). Отчет об их исследовании, опубликованный в журнале Molecular Biology and Evolution, пересказывает пресс-релиз университета.
Ультраконсервативными называют такие элементы ДНК, которые в точности совпадают у неродственнных друг другу видов живых существ. Иными словами, это участки генома, которые предохраняются какими-то внутренними механизмами ДНК от изменений в процессе эволюции. Такие участки были обнаружены у самых разных живых существ. Напрашивается гипотеза, что они играют какую-то важную роль, однако в чем именно она состоит, доселе было неясно — ранее только удалось выяснить, что непосредственно белки они не кодируют.
Профессору Алонсо с коллегами удалось отчасти пролить свет на этот вопрос. Изучив геномы 12 видов плодовых мушек-дрозофил, они нашли в них 1500 ультраконсервативных элементов ДНК длиной по 50 пар азотистых оснований. С точки зрения генетического анализа, это больше, чем эволюционное «расстояние» между людьми и рептилиями.
Пристальное изучение показало, что у всех этих ультраконсервативных элементов ДНК есть общие важные черты. Во-первых, они локализуются рядом с генами, критически важными для развития организма. Во-вторых, им присуща «мультизадачность», участие одновременно в самых разных биологических процессах.
Например, один из ультраконсервативных элементов ДНК дрозофилы тесно связан с белком Cad на эмбриональной стадии развития, но теряет связь с ним во взрослом организме. Это и позволяет предположить, что ультраконсервативные элементы ДНК играют ключевую роль в регуляции активности генома на разных стадиях развития, для точного контроля активации нужных генов (и, соответственно, синтеза нужных белков) в нужное время. Неудивительно, что стабильность этих участков в процессе эволюции так строго защищена.
«Меня, как молекулярного биолога, всегда интриговали эти элементы, потому что ни один известный молекулярный механизм не может объяснить сохранение отдельных участков ДНК такой длины на протяжении столь долгих эволюционных периодов», — признался профессор Алонсо.
Конечно, до полного понимания роли ультраконсервативных элементов ДНК, как и механизмов их сохранения, нам еще очень далеко. Однако это исследование представляет собой важный первый шаг.
Портал Научная Россия постоянно сообщает о новых интересных достижениях в генетике и смежных областях. Так, недавно на основе технологии точного редактирования генома CRISPR удалось разработать методику отслеживания клеток развивающегося эмбриона. А немногим ранее другой научный коллектив смог впервые заснять на видео процесс трансляции РНК.
