Ранее игнорируемая последовательность ДНК играет важную роль в развитии мозга

Международная исследовательская группа обнаружила, что ранее игнорируемый повторяющийся элемент ДНК, известный как Long Interspersed Nuclear Element (L1), помогает поддерживать нейральные клетки-предшественники и играет важную роль в развитии мозга млекопитающих.

Исследование, недавно опубликованное в журнале Cell Reports, возглавляли Томохиса Тода, профессор нейральной эпигеномики в Университете Фридриха-Александра в Эрлангене-Нюрнберге (FAU), и профессор Расти Гейдж из Института Солка, Ла-Хойя, Калифорния, США.

Повторяющиеся элементы, составляющие более половины человеческого генома, ранее считались геномным мусором. L1 — один из самых распространённых из этих элементов, на который приходится почти 20% геномов человека и мыши. L1 являются ретротранспозонами, способными копировать и вставлять себя в другие участки хромосом.

Вопреки прежним представлениям, команда показала, что экспрессия этого повторяющегося элемента критически важна для развития мозга. Используя сложные генетические эксперименты на моделях животных и человеческих стволовых клеток, учёные продемонстрировали, что подавление L1 запускает раннюю нейрональную дифференцировку. Напротив, усиление экспрессии L1 предотвращало раннюю дифференцировку в нейральные клетки-предшественники (NPCs). Результаты также указывают, что L1 может работать как эпигенетический фактор, регулирующий NPCs.

"Активно транскрибируемые мобильные элементы L1 долгое время считались опасными или вредными для клеток, которые их экспрессируют", — сказал Гейдж.

"Наше исследование показывает, что эти эволюционно древние генетические элементы были экзаптированы для выполнения положительной роли в нейральном развитии", — добавляет Тода.

Понимание того, как L1 регулирует NPCs, может в будущем раскрыть, как эволюционировал человеческий мозг и как L1 способствует патофизиологическому развитию при заболеваниях мозга.