Фото: Futurity
Учёные обнаружили ранее неизвестную особенность человеческой ДНК, связанную с активностью генов и пространственной организацией генетического материала. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell. Работа может изменить представления специалистов о структуре ДНК, транскрипции и функционировании генома.
Обычно ДНК и РНК рассматриваются как отдельные молекулы, выполняющие разные задачи. Однако в ходе обычных клеточных процессов небольшие элементы РНК, называемые рибонуклеотидами, иногда встраиваются в ДНК. Ранее учёным было известно о существовании таких включений, но они не понимали, где именно по всему геному они расположены и выполняют ли какую-либо функцию.
Команда Франчески Сторичи совместно с исследователями из нескольких научных учреждений составила подробную карту встроенных рибонуклеотидов в человеческой ДНК. Оказалось, что они распределены не случайно, а формируют определённые закономерности. Совокупность этих участков исследователи назвали ядерным «рибомом» человека.
«Встроенные в ДНК рибонуклеотиды традиционно рассматривались главным образом как ошибки, которые необходимо устранять», — заявила профессор Технологического института Джорджии Франческа Сторичи. По её словам, результаты указывают на другую роль таких элементов: они могут влиять на физические свойства ДНК и выполнять биологические функции, которые пока только начинают изучаться.
Наибольшее количество рибонуклеотидов обнаружили рядом с участками, где начинается работа активных генов и клетка считывает генетические инструкции для создания РНК. Их содержание возрастало вместе с активностью генов. В этих областях ДНК подвергается нагрузке из-за постоянного доступа клеточных механизмов, а встроенные элементы РНК, как показало исследование, могут влиять на степень её закручивания и спиральной деформации, связанной с транскрипцией.
Учёные пришли к выводу, что встроенные рибонуклеотиды могут регулировать сверхспирализацию ДНК, связывая химический состав генетического материала с его физической структурой и считыванием генов. Исследование также способно помочь в изучении заболеваний, связанных с нарушением удаления РНК из ДНК, включая редкие аутоиммунные расстройства. Как сообщает Georgia Tech, составленная карта открывает новое направление для изучения влияния рибонуклеотидов на структуру ДНК, транскрипцию и поддержание стабильности генома.
Автор оригинальной публикации — Родион Белозёров.