ДНК не летает

Главная тайна генома

Определение последовательности белков в геноме не отвечает на вопрос, как он функционирует. Прочитанный геном все еще остается зашифрованным. В организме каждая клетка имеет одну и туже ДНК, содержащую данные о кодировании конкретных белков. Во время развития организм постоянно меняется, геном напротив — остаётся неизменным. Несомненно, что в разных ситуациях геном работает различно. Главная тайна - как именно проходится регуляция.

Механизмы работы генома идентичны и для человека, и для мыши. Поэтому ученые выбрали мышей для своих исследований. Имея примерно один набор генов люди совершенно не похожи на мышей. Объясняется это разным регулированием генов. Исследователи удостоверились в этом, сравнив работу регуляторов разных видов.

Создание и сравнение карты, на которую нанесены регуляторы грызуна и человека, отражает, как во время эволюции протекала перемонтировка связей регуляторов. Подобные проработки открывают для ученых понимание того, как при схожести внушительной доли генов между человеком и животными, человек от них отличается. При этом ткани человека также имеют различия, например, клетки печени отличаются от клеток почек из-за работы разных генов. Регуляция же отвечает за то, какие гены будут трудиться, а какие отдыхать.

Работа с белками

Базовые регуляторы работы гена – это промоторы и энхансеры. Последовательность нуклеотидов, дающая начало первому этапу работы гена транскрипции, называется промотор. Энхансер также является последовательностью нуклеотидов, роль которого заключается в умножении работы гена. Работая через белки, но при этом, не обязательно располагаясь рядом с геном, даже возможно где-то далеко от него, энхансеры умножают транскрипцию гена.

Считывание местонахождения основных регуляторов гена - сложнейшая миссия, непосильная отдельной научной организации. Подобные работы проходят поэтапно с участием более сотни исследователей из десятков стран мира. Институт общей генетики российской академии наук так же не остался в стороне.

Применив уникальную методику, исследователи отследили деятельность промоторов и энхансеров в 180 типах клеток человека. Получилось распознать сто восемьдесят тысяч промоторов и сорок четыре тысячи энхансеров. Все типы клеток имеют свою систему регуляции транскрипции.

Работа со здоровыми клетками

Исследователи, участвующие в проекте Fantom, в отличие от их коллег из Encode, проводили исследования на здоровых клетках, а не на больных. Ученые считают, что проведение исследований раковых линий легче, этот метод имеет свои недостатки. Такие, как неспособность показать процессы в здоровых клетках. Их работа уникальна, ранее таких обширных исследований здоровых клеток проведено не было, что дает шанс определить причину, по которой клетки имеют собственно такой тип.

Детали самолета

Человек - это многоклеточный организм, построенный из сотен типов клеток. Информация о том, как именно каждый из этих типов будет работать, зашифрована в используемых клетками фрагментах генома. В клетках почек задействованы гены, не используемые в клетках печени, поэтому эти органы и функционируют по-разному.

Исследователи изучали функционирование здоровых клеток для постижения функционирования генома. Следующим шагом станет изучение патологий, исправление поломок молекулярного уровня.

Сравнивая геном с деталями самолета, служители науки поняли, как функционируют отдельные узлы и агрегаты, теперь осталось решить главную задачу — отправить его в полет.