Новый способ расшифровки генома

Ученые Колумбийского Университета создали новый способ расшифровки генома. Благодаря разработанному вычислительному инструменту, который освещает самые сложные сегменты генома, ученые могут приблизиться к пониманию того, как ДНК определяет все: от роста и развития до старения и болезней. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Генетики давно искали способы расшифровать тайны, скрытые в ДНК. Одна из таких загадок включала распространенный класс генов, известных как гены Hox (гомеозисные гены). Hox-гены кодируют белки, которые называются транскрипционными факторами. Они являются главными архитекторами организма и отвечают за некоторые из самых ранних и наиболее важных аспектов роста и развития. Именно они определяют, где в развивающемся эмбрионе должна располагаться голова и где конечности.

Однако ученые заметили странную особенность: хотя каждый Hox-ген отвечает за рост и развитие разных частей организма, все они сильно связываются с одними и теми же последовательностями ДНК.

В 2015 году команда ученых под руководством доктора Манна, профессора биохимии и молекулярной биофизики в Медицинском центре Колумбийского университета Ирвинг, обнаружила, что транскрипционные факторы могут связываться и с другими участками ДНК – однако связь эта «слабее», чем с основными участками. Тем не менее эти взаимосвязи белка и ДНК влияют на изменение генетической активности

Ученые пытались расшифровать эти связи и разработали метод генетического секвенирования SELEX, у которого, однако, были ограничения. Чтобы преодолеть эту проблему, исследователи разработали новый компьютерный алгоритм, который впервые смог объяснить поведение всех последовательностей ДНК в эксперименте SELEX-seq. Они назвали этот алгоритм No Read Left Behind или NRLB (буквально «ни одно прочтение не забыто»).

Этот алгоритм стал первым количественным методом, способным оценить силу связывания участков ДНК с транскрипционными факторами. Кроме того, он смог точно предсказать влияние определенных мутаций на уровень экспрессии генов в эмбрионах дрозофилы даже для слабо связывающихся участков.

«С помощью NRLB ученые могут потенциально собрать вместе, как факторы транскрипции связывают и активируют определенные области ДНК, на которых «записаны» такие заболевания, как шизофрения, болезнь Паркинсона и аутизм. Это будет иметь решающее значение для поиска способов манипуляции этой деятельностью, чтобы в один прекрасный день снизить риск заболевания», – подчеркнул доктор Манн.

 

Источник: Medicalxpress 

ПОДЕЛИТЬСЯ

О нас

Республиканское государственное предприятие «Национальный центр биотехнологии» Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан – ведущий биологический научный центр страны, реализующий государственную политику поддержки и развития биотехнологической отрасли - создан Указом Президента Республики Казахстан в 1993 г.

Последние новости

Подписаться

Подпишитесь на новости