Обнаружена новая "подпись" модификации ДНК в рыбках данио

Исследователи из Института медицинских исследований Гарван обнаружили новую форму модификации ДНК в геноме рыбок данио — позвоночного животного, имеющего общего эволюционного предка с человеком около 400 миллионов лет назад.

Команда доктора Озрена Богдановича обнаружила, что необычно высокие уровни повторов последовательности 'TGCT' в геноме данио подвергаются модификации под названием метилирование, которое может изменять форму или активность окружающей ДНК. Исследование, опубликованное в Nucleic Acids Research, может привести к разработке новых экспериментальных моделей для изучения того, как модификации ДНК влияют на развитие человека и болезни.

Скрытые сигнатуры

Все виды, имеющие ДНК, также модифицируют её, присоединяя молекулы, называемые метильными группами. "Метилирование ДНК жизненно важно для клеточной функции, так как контролирует, какие гены включаются и выключаются", — объясняет первый автор статьи, аспирант Сэм Росс.

У позвоночных метилирование происходит в основном там, где за буквой C следует G ('CG'), но есть исключения. Чтобы исследовать метилирование в не-CG сайтах, учёные провели комплексное профилирование генома данио, который на 70% совпадает с человеческим.

Команда обнаружила, что метилирование происходило там, где последовательность 'TGCT' появлялась многократно и близко друг к другу. Уровни метилирования в повторах TGCT были выше, чем любое не-CG метилирование, ранее наблюдавшееся в большинстве взрослых тканей позвоночных. Это метилирование присутствовало на высоком уровне в сперматозоидах и яйцеклетках, отсутствовало в оплодотворённой яйцеклетке, а затем вновь появлялось в растущем эмбрионе, достигая наивысших уровней во взрослых тканях, таких как мозг и гонады.

Новый потенциал для изучения болезней

Исследователи также выявили, что за метилирование повторов TGCT в геноме данио ответственен фермент Dnmt3ba.

Это открытие означает, что можно начать селективно манипулировать этой атипичной формой метилирования в модельном организме, изменяя уровни Dnmt3ba. Это может значительно облегчить понимание того, как изменения в атипичных паттернах метилирования влияют на специфические ткани, такие как мозг, и дать новые представления о молекулярных механизмах нарушений нейроразвития.