За пределами пар оснований: регуляторные последовательности генома мыши впервые секвенированы

Человеческий геном, часто называемый "книгой жизни", чрезвычайно сложно прочесть. Без полного знания его "грамматики" и "синтаксиса" 2,9 миллиарда пар оснований аденина и тимина, цитозина и гуанина дают ограниченное представление о генетике человека.

В статье, опубликованной 1 июля 2012 года в журнале Nature, исследователи из Института Людвига по исследованию рака и Калифорнийского университета в Сан-Диего впервые картировали значительную часть функциональных последовательностей генома мыши — наиболее широко используемого млекопитающего в биомедицинских исследованиях.

"Мы знаем точный алфавит человеческого генома уже более десяти лет, но не обязательно понимаем, как эти буквы складываются в осмысленные слова, абзацы или жизнь", — сказал руководитель исследования Бинг Рен. — Мы знаем, что только 1–2% функционального генома кодирует белки, но существуют высококонсервативные области вне белкового кодирования, которые влияют на гены и развитие болезней".

Ключевыми среди этих областей являются цис-регуляторные элементы — важные участки ДНК, которые регулируют транскрипцию генов. Их нарушение может привести к таким заболеваниям, как рак.

Используя технологии высокопроизводительного секвенирования, Рен и коллеги картировали почти 300 000 цис-регуляторных элементов мыши в 19 различных типах тканей и клеток. Эта беспрецедентная работа позволила дать функциональную аннотацию почти 11% генома мыши и более 70% консервативных некодирующих последовательностей, общих с другими видами млекопитающих, включая человека.

Как и ожидалось, исследователи идентифицировали последовательности, которые промотируют, усиливают или определяют место активности генов в организме во время развития. Более неожиданным, по словам Рена, стало то, что структурная организация цис-регуляторных элементов сгруппирована в дискретные кластеры, соответствующие пространственным доменам.

Хотя исследование носит фундаментальный характер, Рен отметил, что это лишь начало — частичная картина функционального генома. Потребуются дополнительные исследования других типов клеток и на разных стадиях развития.

"Мы картировали и поняли 11% генома. Нам еще предстоит долгий путь", — сказал Рен.