Создан полный атлас активных генов и их регуляторных элементов для каждого типа клеток в организме человека - Гранит науки - 2014-04-03

Консорциумом под названием FANTOM (это аббревиатура от английского «Функциональная аннотация генома млекопитающих», Functional Annotation of the Mammalian Genome) руководил институт RIKEN в Японии. Результаты его работы представлены двумя статьями в Nature, еще 16 сопутствующих будут опубликованы в специализированных журналах (Blood, BMC Genomics). Смысл масштабного исследования, в котором приняли участие 114 лабораторий в 20 странах мира, был в картировании элементов, ответственных за своевременное включение и отключение разных генов в клетках разных тканей.

Благодаря такой регуляции и обеспечивается функциональное разнообразие клеточных типов - при одном и том же генотипе - в многоклеточных организмах. Иными словами, 400 разных типов клеток человеческого организма, имея один и тот же набор генов, выглядят и функционируют по-разному потому, что не все гены работают, или экспрессируются, одновременно. Экспрессия генов контролируется промоторами, с которых начинается считывание информации, записанной в каждом гене, этот процесс называется транскрипция. Но есть также энхансеры, представляющие собой небольшие участки ДНК, способные связываться с факторами транскрипции и повышать ее уровень.

Изучив 800 образцов человеческих тканей, ученые выявили 44 000 энхансеров и 180 000 промоторов, контролирующих работу генов. Особенности активности энхансеров и промоторов определяют то, какая часть генома будет использована в клетке того или иного типа. «Эти особенности являются самым объективным определением конкретной клетки», - цитирует руководителя Консорциума Йошихиде Хайашизаки (Yoshihide Hayashizaki) New Scientist. Помимо фундаментального знания о работе генов созданный атлас предоставляет сведения, на которые смогут опираться разработчики методов генной терапии.

Сопоставив полученные данные с сравнительными данными полногеномных ассоциативных исследований больных и здоровых людей, авторы обнаружили, что мутации, связанные с заболеваниями, гораздо чаще происходят в промоторных и энхансерных участках ДНК, чем в собственно генах. В проекте FANTOM участвовали российские ученые - группа доктора биологических наук Владислава Макеева из Института общей генетики им. Н.И.Вавилова РАН. Задачей, поставленной перед российской группой исследователей, была разработка и применение компьютерных методов анализа больших массивов биологических данных, полученных в процессе работы над проектом. «Нам удалось выяснить, как взаимодействуют участки ДНК и белковые молекулы, управляющие включением и выключением работы генов, открыть новые компоненты, участвующие в этих взаимодействиях», - пояснил Всеволод Макеев в пресс-релизе, распространенном российским институтом. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».