Вчені Університету Каліфорнії - Лос-Анджелес (University of California - Los Angeles - UCLA) склали одну з перших карт геному ссавців, що показує не тільки порядок розташування генів в ДНК клітин, але і їх взаємодії один з одним.
Робота, опублікована в серпневому номері журналу Genome Research, допоможе вченим краще зрозуміти, які гени працюють разом, і пролити світло на те, як вони «співпрацюють» один з одним, допомагаючи клітинам розвиватися або вмирати.
Геном ссавців, включаючи людину, складається приблизно з 20000 різних генів. Гени містять інструкції для створення білків, які визначають не тільки фізичні характеристики, такі як зовнішній вигляд, а й всі що протікають в організмі процеси - від руху крові по судинах до стимулювання імунної системи для атаки на віруси. Часто вони мають вирішальне значення і для розвитку багатьох захворювань.
Кожна клітина ссавців містить повний набір генів, хоча не всі гени активні. Вони беруть участь не тільки в одиночних взаємодіях, але і створюють широкі мережі, що включають в себе десятки генів. Про те, які гени ссавців найчастіше працюють спільно і які мережі вони утворюють, до сих пір було відомо дуже небагато.
Для свого дослідження вчені з UCLA використовували радіаційні гібридні карти геному людини, розроблені кілька років тому для проекту «Геном людини» (Human Genome Project), а також такі ж карти, складені для інших ссавців - собак, кішок і мишей.
Вони виявили значні збіги і спільність взаємодії генів і мереж у всіх чотирьох видів, створивши, таким чином, першу повну і всебічну карту генетичних взаємодій в клітинах ссавців.
Попередні дослідження картірован взаємодії білків, що приводяться в рух генами, але не самих генів. Картування генів забезпечує більш пряму і практично повну інформацію про силу міжгенних зв'язків. Дослідники вважають, що їм вдалося зробити важливий крок до подальшого поглиблення розуміння ролі кожного гена в ініціації будь-якого протікає в організмі процесу.
«Ми були здивовані, що ніхто не зробив цього раніше, і що це так добре працює», - говорить автор дослідження Десмонд Сміт (Desmond Smith), професор кафедри молекулярної і клінічної фармакології Школи медицини Девіда Геффена (David Geffen School of Medicine) UCLA. "Сучасна наука про геномі, хоча і перебуває ще в зародковому стані, накопичила величезну кількість інформації, якого буде достатньо для здійснення відкриттів, таких як наше, протягом десятиліть. Ми лише злегка подряпали поверхню ».
Щоб розібратися у взаємодії генів вчені статистично перевірили, як часто в клітці один ген з'являється з іншим і які з них з'являються разом найбільш часто.
Вони встановили, що гени, які часто з'являються одночасно в радіаційних гібридних клітинах, навіть якщо в геномі вони знаходяться далеко один від одного, можуть діяти спільно. Мережа з більш ніж 7 мільйонів взаємодій охоплює по суті всі гени генома ссавців.
Нові відкриття виходять далеко за рамки простого розуміння, де розташований ген, тобто того порядку, в якому гени знаходяться в ДНК клітини.
«Сучасні генетичні карти показують порядок розташування генів і де вони фізично розташовані, як карти вулиць з будинками», - говорить Сміт. «Ми пішли на крок далі і змогли встановити, які гени взаємодіють один з одним, коли вони залишають свої будинки і йдуть на роботу».
«Вивчаючи мережу« друзів »і« колег »будь-якого гена, ми зможемо дізнатися його роль і призначення», - говорить автор роботи Енді Лін (Andy Lin), співробітник відділення молекулярної і клінічної фармакології UCLA. «Оптимізація взаємодій генів важливо як для фундаментальної науки, так і для клінічних досліджень».
На думку вчених деякі гени виявляють більш інтенсивні взаємодії, ніж інші, і ця інформація може виявитися дуже корисною при пошуку специфічних мішеней для лікарських препаратів для лікування таких захворювань, як рак.
Сміт порівнює генну мережу, що бере участь в розвитку захворювання, зі світом криміналу.
Найбільш інтенсивно взаємодіє ген являє собою когось могутнього, як Аль Капоне, оточеного своєю бандою гангстерів. Якщо у нас немає лікарського препарату, мішенню якого є цей головний ген, може існувати засіб, яке ефективно виб'є ген другого рангу, почавши флангову атаку, яка підриває дії головного гена ». Їх відкриття, вважають дослідники, допоможуть вченим у цій галузі.
«Карта взаємодій, створена в UCLA, значний крок вперед, який допоможе розширити розуміння робочих взаємин між генами», - вважає Тара Метіс (Tara C. Matise), доцент кафедри генетики в Університеті Рутгерса (Rutgers University) і директор Лабораторії обчислювальної генетики (Laboratory of Computational Genetics), яка не брала участі в цій роботі. «Чим більше інформації ми отримуємо про генетичні взаємодіях, тим ефективніше вчені зможуть проводити дослідження, спрямовані на практичне застосування наукових відкриттів».
news. gradusnik. ru.
Ключові слова:.