Обнаружены древнейшие регуляторные последовательности ДНК возрастом до 700 миллионов лет

Исследователи из Университетов Лестера и Уорика обнаружили высококонсервативные (эволюционно сохранённые) последовательности в некодирующей ДНК, проанализировав геномы 12 различных насекомых.

Ключевые открытия

• 322 региона некодирующей ДНК были эволюционно сохранены как минимум 180 миллионов лет.
• Эти древние последовательности присутствуют у самых разных современных животных: насекомых, млекопитающих, рептилий, медуз и даже у самого далёкого предка — губки.
• Самые молодые последовательности консервативны среди пчёл, муравьёв и ос (Hymenoptera).
• Две самые древние последовательности сохраняются не менее 670 миллионов лет, что делает их одними из древнейших известных регуляторных последовательностей ДНК. Они присутствовали у наших самых ранних животных предков.
• Самая древняя из обнаруженных последовательностей участвует в контроле трансляции (синтеза белка) на ранних стадиях эмбрионального развития.

Научный контекст и значение

• Только малая часть генома состоит из генов, кодирующих белки. Большинство ДНК — некодирующая, и её функциональные элементы сложнее идентифицировать из-за более быстрой эволюции.
• Все древние консервативные элементы старше 180 млн лет находятся в 5'-нетранслируемых областях (5'-UTR) транскриптов ключевых генов, регулирующих трансляцию.
• Исследование выявило недостаточно изученные генные кластеры, такие как Osiris, который содержит шесть глубоко консервативных регионов. Понимание таких регуляторных систем особенно актуально в контексте использования насекомых в стратегиях продовольственной безопасности.

Цитаты исследователей

• Доктор Эран Таубер (Лестер): «Мы в восторге от идентификации этих древних элементов ДНК. Их консервация указывает на важную функцию... Мы планируем раскрыть их конкретную функцию с помощью молекулярной биологии и генной инженерии».
• Доктор Саша Отт (Уорик): «Наш комплексный подход позволяет выявить такие гены, как кластер Osiris... Понимание специфичных для насекомых регуляторных систем, подобных генам Osiris, является актуальным».
• Натаниэль Дэвис, первый автор статьи: «Это исследование дополняет наши знания... и предоставляет учёным коллекцию интересных новых последовательностей для изучения».