Прыгающие гены-«информаторы» помогают ученым изучать регуляцию экспрессии генов

-->

Ученые из Европейской лаборатории молекулярной биологии (European Molecular Biology Laboratory, EMBL) в Гейдельберге, Германия, разработали новый метод изучения регуляции генов, используя в качестве «информатора» прыгающий ген, или транспозон.

1_71.jpg (Рисунок с сайта moikompas.ru)

Новый метод, опубликованный в Nature Genetics, назван GROMIT. Он позволяет ученым на систематической основе исследовать очень большую часть нашего генома, не кодирующую белки, которая, вероятно, играет гораздо более значимую, чем представлялось, роль в нашей уникальности, контролируя, когда, где и в какой степени включаются, или экспрессируются, гены. Благодаря GROMIT, ученые могут создавать животные модели заболеваний человека, таких как синдром Дауна.

«Полученные нами данные изменяют наше представление о регуляции генов и о том, каким образом различия между индивидуальными геномами могут приводить к болезни», – говорит руководитель исследования Франсуа Шпитц (François Spitz).

До сих пор ученые полагали, что регуляторные элементы по существу контролируют конкретный ген или группу генов. Используя GROMIT, Шпитц и его коллеги установили, что геному не свойственен такой «геноцентризм». Скорее, каждый регулярный элемент может контролировать все, что находится в пределах его досягаемости. Это означает, что мутации, которые просто перетасовывают генетические элементы (без удаления или изменения их) могут приводить к поразительному эффекту, внося или вынося гены из зон влияния конкретных регуляторов.

Многие из таких регуляторных элементов находятся в специфических тканях, что позволяет предположить, что уровни экспрессии каждого гена, даже такого, который активен по всему организму, тонко настроены на тканевом уровне.

2_79.jpg Подвижные элементы генома –
«прыгающие гены»–транспозоны –
придают початкам кукурузы мозаичную окраску.
(Фото: elementy.ru)

Прыгающие гены – или транспозоны – последовательности ДНК, которые могут перемещаться с места на место в пределах генома клетки. Это может иметь самые пагубные последствия, например, в том случае, если такой дополнительный генетический материал встраивается в какой-либо важный ген, изменяя его структуру.

Но Шпитц и его коллеги использовали это свойство транспозонов в своих интересах. Ученые привлекли прыгающие гены к работе в качестве «информаторов», показывающих, где происходит регуляция генов. Они создали транспозон, реагирующий на присутствие регуляторных элементов, а также разработали метод контроля над тем, когда транспозон «перепрыгивает» на другое место в геноме клетки мыши. Путем селекции Шпитцу и его коллегам удалось получить линии мышей с транспозонами во многих разных местах. В каждой из этих линий прыгающий ген давал им информацию о регуляторной активности, происходящей в той области генома, где он находился.

«Новый метод проще, быстрее, менее инвазивен и более эффективен, чем предыдущие подходы», – говорит Шпитц. «Нам не нужно проходить сложный и трудоемкий процесс инженерии эмбриональных стволовых клеток, чтобы получить из них мышь. С GROMIT нам нужно только, чтобы мыши спарились».

Новый метод позволяет ученым легко удалять или повторно перетасовывать области генома, чтобы оценить их биологическую роль. Такой подход может быть использован при создании мышиных моделей для изучения человеческих заболеваний, таких как синдром Вильямса-Бурена или синдром Дауна, причиной которых являются хромосомные аберрации.

3_43.jpg Нобелевский лауреат
Барбара Мак-Клинток (Barbara McClintock).
(Фото: blog.lib.umn.edu/garv0057/)

Позволим себе напомнить нашим читателям, что в 1983 году за открытие мобильных элементов генома Нобелевскую премию получила американский генетик и цитолог Барбара Мак-Клинток (Barbara McClintock). Открытие было сделано ею за сорок лет до этой даты методами классической генетики. В рамках молекулярной биологии и молекулярной генетики транспозоны были переоткрыты в 70–80-х годах сначала у бактерий, а затем и у высших организмов.

Аннотация к статье Large-scale analysis of the regulatory architecture of the mouse genome with a transposon-associated sensor

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.6 (7 votes)
Источник(и):

http://www.embl.de/…g/index.html