«ПЕРВЫЙ СРЕДИ РАВНЫХ...»
Нормативные документы
Противодействие коррупции
Поступающим
Студентам
Выпускникам
Проект 5-100
Аккредитация специалистов

Гены человека многофункциональны

Гены человека многофункциональны

Исследования экспрессии генов в 15 различных тканях и клеточных линиях показали, что около 94% генов человека дают начало более чем одному белковому продукту. Результаты, опубликованные 2 ноября в журналах Nature (1) и Nature Genetics (2), представляют собой самую детальную на сегодняшний день картину экспрессии генов в различных тканях.

Лишь около 6% генов человека представляют собой непрерывные отрезки ДНК. Остальные гены выглядят как разрозненные фрагменты, расположенные в различных местах ДНК хромосомы и разделенные участками некодирующей ДНК. При синтезе белка матричная РНК, считывающаяся с кодирующих областей гена, образует единую молекулу, которая служит основой для синтеза белка.

Исследователи показали, что фрагменты одного и того же гена могут быть соединены по-разному. Этот процесс называется альтернативным сплайсингом, и в результате его возникают молекулы матричной РНК и белков с совершенно различными функциями, несмотря на то, что образовались они на основе одного и того же гена. Этот феномен может успокоить тех, кто ранее был разочарован относительно небольшим числом генов в геноме человека: всего 20 000, что не намного больше, чем у примитивного круглого червя Caenorhabditis elegans. Раньше казалось, что такая сложная система, как человеческий организм, должна требовать для своего функционирования сотен тысяч различных генов. Однако, как оказалось, разнообразие белков в клетках человека – результат альтернативного сплайсинга. При этом ясно, что неверно прошедший альтернативный сплайсинг приводит к появлению нефункциональных либо белков с измененной активностью, которые, в свою очередь, могут послужить причиной заболеваний.

Несмотря на большой интерес научного мира к процессу альтернативного сплайсинга, этот феномен весьма сложен в изучении, и в стандартно оснащенной лаборатории невозможно применить достаточно чувствительные методы для обнаружения редких вариантов сплайсинга. Ранее было показано, что альтернативному сплайсингу у человека подвергаются продукты около 74% генов (3).

Теперь же две независимые научные группы, одну из которых возглавляет Кристофер Бург (Christopher Burge) из Массачусетского Технологического Института в Кембридже (Massachusetts Institute of Technology in Cambridge), а вторую – Бенджамин Бленков (Benjamin Blencowe) из Университета в Торонто (University of Toronto), в сотрудничестве с биотехнологической компанией Illumina из Сан-Диего, специалисты которой провели секвенирование генома, изучили варианты альтернативного сплайсинга более подробно.

Техника этой работы основывается на использовании специфического фермента, конвертирующего матричную РНК обратно в ДНК, которая затем может быть проанализирована. Бленков и его коллеги исследовали сплайсированные формы белков, которые обнаруживаются в шести различных тканях, в том числе в нервной, печеночной, мышечной и легочной. Бург и его коллеги параллельно исследовали эти образцы, а также несколько других, включая клеточные линии, полученные из опухолей молочной железы. Проанализировав более 400 миллионов последовательностей генов, группа Бурга пришла к заключению, что 92-94% всех генов человека может служить основой более чем для одной молекулы матричной РНК.

Специалисты в этой области считают, что это открытие очень важно, однако они не удивлены полученными числами. В действительности, это скорее победа технологий, которые позволяют ученым более детально разобрать процесс сплайсинга и уловить малейшие различия в структуре образующихся белков.

Анализ новых каталогов сплайсированных форм белков может дать информацию о регуляции этого процесса, однако гораздо больше работы требуется, чтобы понять, все ли эти белки функциональны, и какие именно функции они выполняют в клетке. Ведь некоторые из редких сплайсированных форм белков, как считают исследователи, могут быть не более чем результатом случайных ошибок в процессе синтеза белка. Но современные методы пока не позволяют одновременно определять функции множества белков по их структуре. Поэтому, видимо, самая трудная часть работы остается впереди.

Литература:

1. Wang, E. T. et al. Nature doi:10.1038/nature07509 (2008)
2. Pan, Q. et al. Nature Genet. doi:10.1038/ng.259 (2008)
3. Johnson, J.M. et al. Science 302, 2141-2144 (2003)

По материалам: NatureNews


10.11.2008

Cbio


Привязка к разделам:  Новости науки | Наука и инновации

Назад