Обнаружен новый уровень генетического разнообразия в последовательностях РНК человека

Детальное сравнение ДНК и РНК в человеческих клетках выявило удивительно большое количество случаев, когда соответствующие последовательности не являются идентичными, как долго предполагалось. Эти различия РНК-ДНК приводят к образованию белков, которые не точно соответствуют кодирующим их генам.

Это открытие, опубликованное 19 мая 2011 года в Science Express, предполагает, что неизвестные клеточные процессы воздействуют на РНК, генерируя последовательность, не являющуюся точной копией ДНК. Вивиан Чун, исследователь Медицинского института Говарда Хьюза, руководившая исследованием, заявляет, что различия РНК-ДНК, найденные у 27 проанализированных индивидов, — это ранее нераспознанный источник генетического разнообразия.

В исследовании сравнивали последовательности ДНК и РНК в B-клетках (тип лейкоцитов) от 27 человек. ДНК-последовательности были взяты из проектов International HapMap Project и 1000 Genomes Project. РНК тех же индивидов секвенировали с помощью высокопроизводительных технологий.

Ключевые результаты:

  • В белков-кодирующих сегментах найдено 10 210 сайтов, где последовательности РНК не совпадали с соответствующей ДНК (RNA-DNA differences, RDDs).
  • По крайней мере один сайт RDD обнаружен примерно в 40% генов.
  • Многие RDD заставляют клетку производить иные белковые последовательности, чем ожидалось на основе ДНК.
  • RDD также найдены в клетках кожи и мозга, как у младенцев, так и у взрослых, что указывает на их универсальность.

Систематичность изменений:

  • Несоответствия кажутся систематическими. Если в определённом сайте генома находили RDD, то несовпадающие основания (базы) в РНК были всегда одинаковыми у всех индивидов с этим RDD.
  • Такая однородность указывает на существование «кода» или «гида», а не на случайные события.

Отличие от известного редактирования РНК:

  • Известные примеры редактирования РНК катализируются ферментами деаминазами, которые модифицируют определённые основания A и C в РНК.
  • Однако почти половину обнаруженных RDD нельзя объяснить активностью деаминаз. Это указывает на существование неизвестных процессов, модифицирующих последовательность РНК во время или после транскрипции.

Значение для генетики и медицины:

  • Конкретные RDD сильно варьировались у разных людей. Это разнообразие, вероятно, вносит вклад в различия в предрасположенности к болезням.
  • Поиск генетических причин болезней традиционно фокусировался на различиях в последовательности ДНК или уровне экспрессии РНК/белков, но не на самой последовательности РНК.
  • Результаты показывают, что для понимания болезней необходимо начать включать последовательности РНК в ассоциативные исследования.

Исследование стало возможным благодаря крупномасштабным геномным проектам, которые до сих пор фокусировались на ДНК. Теперь результаты указывают, что последовательности РНК также необходимо изучать.

2011-05-19