19 июня 2021, суббота, 22:26
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Составлен каталог сотен тысяч нуклеотидных замен, влияющих на активность генов человека

Иллюстрация эффекта нуклеотидных замен в регуляторном участке генома. Если при замене нарушается связывание транскрипционного фактора с «посадочной площадкой», то чтение подконтрольного гена происходит неправильно, что может привести к развитию патологий
Иллюстрация эффекта нуклеотидных замен в регуляторном участке генома. Если при замене нарушается связывание транскрипционного фактора с «посадочной площадкой», то чтение подконтрольного гена происходит неправильно, что может привести к развитию патологий
Иван Кулаковский

Ученые из Института белка РАН (Пущино), Института общей генетики имени Н. И. Вавилова РАН (Москва) и Московского физико-технического института (Долгопрудный) составили каталог геномных вариантов, влияющих на посадку факторов транскрипции в различных типах клеток. Исследование поддержано грантами Российского научного фонда, статья с его итогами опубликована в журнале Nature Communications, кратко об исследовании рассказывается в пресс-релизе РНФ.

Транскрипцией молекулярные биологи называют считывание информации с молекулы ДНК в клеточном ядре. В ходе транскрипции на основе конкретного гена строится молекула РНК, которая поступает из ядра в рибосому, где служит инструкцией для синтеза определенного белка. Но значительная часть генома не содержит генов. Со временем ученые выяснили, что многие такие «некодирующие участки генома» играют тем не менее важную роль в траскрипции. Они служат посадочными площадками для специальных белков — факторов транскрипции, — которые управляют работой генов. Замены нуклеотидов в пределах этих посадочных площадок могут влиять на их взаимодействие с факторами транскрипции и таким образом изменять активность подконтрольных генов, из-за чего развивается ряд патологий.

«Для нас важнейшая цель — выявить тройки "регулятор – ген – тип клеток", связанные с определенной нуклеотидной заменой. Несмотря на то, что регуляция транскрипции изучается уже более 50 лет, сегодня доступна только верхушка айсберга: известна лишь небольшая часть регуляторных вариантов, которые влияют на посадку конкретных факторов транскрипции в определенных типах клеток. Это связано с тем, что эксперименты проводят на культивируемых клетках. С одной стороны, они сохраняют свойства исходных тканей, включая распространенные генетические вариации. С другой стороны, мы сталкиваемся с уникальными особенностями, например, глобально измененной копийностью хромосом, что существенно осложняет статистический анализ», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Иван Кулаковский, один из авторов статьи, доктор биологических наук, старший научный сотрудник Института белка РАН.

Авторы исследования провели масштабный вычислительный анализ опубликованных экспериментов по картированию взаимодействий регуляторных белков и ДНК. С помощью продвинутого статистического подхода им удалось единым образом проанализировать результаты нескольких тысяч экспериментов для разнообразных типов клеток. Полученная карта содержит сотни тысяч событий так называемого аллель-специфичного связывания, когда разница в один нуклеотид в конкретном участке пары хромосом (аллельный вариант) приводит к тому, что регуляторный белок предпочтительно связывается с одной хромосомой из пары. Сопоставление с данными о генетике различных заболеваний показало: те варианты, которые приводят к потере связывания регуляторного белка (или, наоборот, к связыванию того, который раньше в этом месте не садился), гораздо чаще оказываются вовлеченными в развитие болезни.

«Конечно, мы всё еще на верхушке айсберга, но теперь здесь можно комфортно расположиться и продолжать исследования его подводной части. Наша коллекция далека от полноты, но содержит на порядок больше информации об аллель-специфичных взаимодействиях, чем было известно ранее. Особенно ценными эти данные могут оказаться для медицинских генетиков, которым важно понимать функциональную роль вариантов, расположенных в регуляторных областях генов. Наша карта будет полезна и вычислительным биологам для построения и проверки новых моделей взаимодействия факторов транскрипции и ДНК на основе машинного обучения», — говорит Иван Кулаковский.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ МФТИ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астронавты астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги виноделие вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос кошки культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы малярия мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники средневековье старение старообрядцы стартапы статистика табак такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад Солнечная система альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция темная материя физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество Европейская южная обсерватория жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2021.