Согласно отчету, опубликованному сегодня в журнале Nature Genetics, исследователи из Института исследования рака Людвига (LICR) и Медицинского факультета Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD) совершили прорыв в идентификации функциональных элементов в геноме человека.
Хотя последовательность ДНК может идентифицировать гены («что») в геноме, она не может ответить на более фундаментальные вопросы «как», «когда» и «где» экспрессируются генные продукты. Тем не менее, команда LICR и сотрудники разработали новый метод идентификации и прогнозирования участков «промотора» и «энхансера», которые включают транскрипцию, что является первым шагом в экспрессии генов. Это исследование является важным шагом на пути к крупномасштабной функциональной аннотации «энхансеров», которые устанавливают скорость, с которой происходит экспрессия генов, и определяют ткани, в которых экспрессируются гены.
"Человеческий геном упакован внутри каждой клетки с помощью хроматина, структуры, состоящей из ДНК, обернутой вокруг белков, называемых гистонами," объясняет ведущий автор Натаниэль Хайнцман, из LICR и UCSD Biomedical Sciences Graduate Program. "Мы использовали подходы на уровне генома для анализа архитектуры хроматина в клетках человека и обнаружили отличительные сигнатуры модифицированных гистонов, которые соответствуют известным промоторам и энхансерам.
Эти результаты позволили нам создать вычислительные алгоритмы, которые идентифицировали сотни новых областей генома с регуляторным потенциалом." Более того, говорит Хайнцман, этот «гистоновый код» смог точно различать промоторы, с которых напрямую инициируется транскрипция гена, и энхансерные области, некоторые из которых очень далеки от целевого гена, с которыми связываются кофакторы, активирующие транскрипцию.
По словам доктора LICR. Бинг Рен, старший автор исследования и доцент кафедры клеточной и молекулярной медицины UCSD, этот метод широко применим, и его беспристрастный подход, вероятно, даст новую информацию об экспрессии генов и о том, как она изменяется при болезни. "Прелесть этого подхода в том, что он использует химическую сигнатуру, присутствующую на гистонах, но не на ДНК. Существующие методы прогнозирования энхансеров полагаются только на последовательность ДНК, но они неадекватны, потому что мы не полностью понимаем особенности последовательности, которые идентифицируют энхансеры.
Выяснение общей сигнатуры модификации гистонов позволит ученым быстро идентифицировать энхансеры и промоторы для гена, что, в свою очередь, приведет к быстрой идентификации факторов, контролирующих его экспрессию." Этот метод также может быть использован для выявления нарушений в генных сетях, которые происходят во время прогрессирования рака, – говорит д-р. Рен, что может привести к новым стратегиям диагностики рака.
Источник: Институт исследования рака Людвига