Язык генетических переключателей не изменился за миллионы лет эволюции

Исследование Каролинского института (Швеция) показывает, что язык, на котором записаны инструкции для включения и выключения генов, остался неизменным за сотни миллионов лет эволюции. Результаты, опубликованные в журнале eLife, указывают, что различия между животными заключаются в содержании и длине инструкций, написанных на этом консервативном языке.

Несмотря на внешние различия, плодовые мушки и люди произошли от общего предка, существовавшего более 600 миллионов лет назад. Различия между видами часто вызваны тем, что одни и те же или схожие гены включаются и выключаются в разное время и в разных тканях.

Каждый ген имеет регуляторную область с инструкциями, которые считываются белками — транскрипционными факторами. Эти белки связываются с определёнными «словами» в ДНК, регулируя активность гена.

Используя методы высокопроизводительного анализа, учёные определили «слова» ДНК, которые распознают более 240 транскрипционных факторов плодовой мушки, и сравнили их с человеческими.

«Мы обнаружили, что, несмотря на более чем 600 миллионов лет эволюции, почти все известные «слова» ДНК, найденные у людей и мышей, распознаются транскрипционными факторами мушки», — отмечает первый автор работы Казухиро Нитта.

Исследователи также выявили, что и у мушек, и у людей есть несколько уникальных транскрипционных факторов, которые:

• Распознают особые «слова» ДНК.
• Обеспечивают видовые особенности (например, формирование крыла у мушки).
• У человека работают в типах клеток, отсутствующих у мушек.

Это говорит о том, что изменения в специфичности транскрипционных факторов способствовали появлению новых типов клеток в ходе эволюции.

Изучение фундаментальных свойств генетических переключателей важно для медицины, поскольку их нарушения связаны с такими заболеваниями, как рак, диабет и болезни сердца. Исследование поддержали Центр инновационной медицины Каролинского института и Фонд Йорана Густафссона. Руководителем работы выступил профессор Юсси Тайпале. В исследовании также участвовали учёные из Финляндии, Германии и Швейцарии.