Так называемая «мусорная ДНК» играет критическую роль в развитии млекопитающих

Новое исследование показало, что часть генетического «тёмного вещества» — древние вирусы, встроившиеся в геном, — необходима для выживания.

• Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли и Вашингтонского университета изучили функцию транспозонов (самокопирующихся последовательностей ДНК) у мышей.
• При «выключении» (knockout) специфического транспозонного промотора MT2B2, регулирующего ген Cdk2ap1, около половины мышат погибало до рождения.
• Этот промотор обеспечивает экспрессию короткого изоформа белка Cdk2ap1, который увеличивает пролиферацию клеток в раннем эмбрионе и ускоряет имплантацию в матку.
• Без промотора MT2B2 экспрессировался длинный изоформ того же белка, что приводило к снижению пролиферации клеток, задержке имплантации и гибели потомства.

Механизм и эволюционное значение

• В течение 24 часов до имплантации промотор MT2B2 обеспечивает, чтобы короткий изоформ составлял 95% от общего количества белка Cdk2ap1 в эмбрионах мыши.
• Исследование данных по восьми видам млекопитающих (человек, обезьяна, мышь, корова, свинья и др.) показало, что у всех видов в преимплантационных эмбрионах активны специфичные для вида транспозоны, регулирующие сходные процессы.
• Это указывает на независимое «одомашнивание» вирусной ДНК для выполнения критической роли в раннем эмбриональном развитии у всех млекопитающих.

Выводы и перспективы

• Это первый пример, когда удаление «мусорной ДНК» приводит к летальному фенотипу у млекопитающих.

• Транспозоны служат эволюционным резервуаром, создающим разнообразие в регуляции генов и способствующим видообразованию.

• Открытие может иметь значение для понимания причин необъяснимого бесплодия и выкидышей у человека, поскольку почти 50% генома человека — некодирующие или повторяющиеся последовательности.

Исследование опубликовано в журнале Cell.