Улучшенный атлас экспрессии генов показывает, что многие длинные некодирующие РНК человека могут быть функциональными

Ранее считалось, что гены регулируют биологические функции почти исключительно путём транскрипции в кодирующие РНК, которые затем транслируются в белки. Теперь известно, что картина гораздо сложнее. Исследования связи генов с заболеваниями показывают, что большинство вариантов, ассоциированных с болезнями, находятся за пределами белковых генов.

Консорциум FANTOM под руководством RIKEN более десяти лет назад стал пионером в открытии некодирующих РНК, впервые раскрыв сложность транскрипционного ландшафта геномов млекопитающих. В своей последней работе, опубликованной в Nature, команда создала всеобъемлющий атлас длинных некодирующих РНК человека со значительно улучшенными моделями генов, что позволило лучше оценить их разнообразие и функциональность.

Большинство современных методов картирования транскрипции РНК полагаются на технологии секвенирования, которые не всегда точно определяют стартовые точки (5'-концы) транскриптов. Чтобы преодолеть это ограничение, команда использовала технологию Cap Analysis of Gene Expression (CAGE), разработанную в RIKEN, для построения атласа с точными 5'-концами, точно определяя, где в геноме начинается их транскрипция.

Атлас, содержащий 27 919 длинных некодирующих РНК, впервые обобщает их паттерны экспрессии в основных типах клеток и тканей человека. Сопоставление этого атласа с геномными и генетическими данными позволяет предположить, что 19 175 из этих РНК могут быть функциональными. Это указывает на то, что функциональных некодирующих РНК может быть столько же или даже больше, чем примерно 20 000 белковых генов в геноме человека.

«Существуют серьёзные споры в научном сообществе о том, являются ли тысячи длинных некодирующих РНК, генерируемых нашим геномом, функциональными или просто побочными продуктами "шумной" транскрипционной машинерии», — говорит профессор Алистер Форрест, один из авторов статьи. — «Интегрируя улучшенные модели генов с данными об экспрессии генов, эволюционной консервативности и генетических исследованиях, мы находим убедительные доказательства того, что большинство этих длинных некодирующих РНК, по-видимому, функциональны, и для почти 2000 из них мы раскрываем их потенциальную связь с заболеваниями и другими генетическими признаками».

«Интригующе, что большинство длинных некодирующих РНК, по-видимому, образуются из энхансерных элементов. Это углубляет наше понимание в значительной степени гетерогенного происхождения длинных некодирующих РНК», — отмечает Чунг-Чау Хон, первый автор статьи.

Ресурсы атласа длинных некодирующих РНК доступны по адресу: fantom.gsc.riken.jp/cat.