Ученые проливают свет на роль некодирующей ДНК в генетических заболеваниях
Международная команда ученых из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) и Стэнфордского университета выяснила, как генетические варианты в некодирующих областях ДНК влияют на экспрессию генов и предрасположенность к болезням. Исследование опубликовано в журнале Cell.
Ключевая проблема: Многие генетические варианты, ассоциированные с заболеваниями, находятся в некодирующей части генома, и механизмы их действия часто неизвестны.
Суть исследования:
- Ученые создали молекулярные профили 75 человек из проекта 1000 Genomes.
- С помощью эпигенетических меток были идентифицированы энхансеры и промоторы — регуляторные элементы, управляющие активностью генов.
- Технология Hi-C позволила построить карту трехмерных взаимодействий между энхансерами и промоторами в пространстве ядра клетки.
- Были обнаружены генетические ассоциации между физически взаимодействующими регионами генома, что подтвердило их функциональную связь.
Неожиданные открытия:
- На экспрессию гена могут влиять не только варианты в его собственном промоторе, но и регуляторные элементы в промоторах других генов, с которыми он физически взаимодействует.
- Некоторые промоторы контролируются двумя или более энхансерами. Они могут работать в комбинации или дублировать функции друг друга, обеспечивая компенсаторный механизм.
Значение работы:
- Разработанные вычислительные подходы позволяют связать генетические варианты с конкретными регуляторными сетями и идентифицировать ответственные гены.
- Это может помочь раскрыть причинные механизмы наследственных заболеваний.
- Компенсаторная роль нескольких энхансеров объясняет, почему так сложно выявить причинные варианты при сложных генетических болезнях.
Перспективы: Дальнейшие исследования в разных типах тканей позволят создать детальную карту всех регуляторных элементов, влияющих на работу генов.