Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Мусорная днк влияет на развитие скелета

19.07.2018 Наука и жизнь

Число рёбер при формировании скелета зависит от «тщетных» участков генома.

В то время, когда биологи лишь начинали расшифровывать последовательность ДНК, им то и дело попадались фрагменты, в которых не было записано никакой информации.

Благодаря особенной некодирующей ДНК в скелете змеи появляются дополнительные рёбра. (Фото second of three / www.flickr.com/photos/43124731@N04/5159553642.) Мышиный эмбрион с увеличенным числом рёбер. (Фото R. Aires, et. al. Developmental Cell, 38, 2 (29 July 2016).)‹ ›

Как мы знаем, в ДНК посредством генетического кода зашифрованы все белки, составляющие живой организм; и ещё в геноме имеется особые участки, каковые сами ничего не кодируют, но воздействуют на активность кодирующих последовательностей – грубо говоря, от таких регуляторов зависит, большое количество ли молекул того либо иного белка покажется в клетке. Но имеется, как мы сообщили, фрагменты генома, каковые ничего не кодируют и ничего не регулируют – их назвали мусорной ДНК, которой выяснилось больше, чем «осмысленной» ДНК (и не только у человека, но и многих вторых видов).Мусорная днк влияет на развитие скелета И продолжительное время считалось, что это вправду мусор, накопленный за время эволюции: куски вирусных нуклеиновых кислот, каковые своевременно удалось нейтрализовать, так что они навечно заснули в клеточных хромосомах, очень сильно мутировавшие гены, ставшие полностью ненужными, и т. д.

Но сейчас начали появляться публикации, реабилитирующие мусорную ДНК. В прошедшем сезоне мы писали об опытах исследователей из Юго-западного медицинского центра Университета Техаса, каковые установили, что дремлющие в геноме вирусные последовательности оказывают помощь иммунным клеткам синтезировать антитела.

В прошлом же году вышла работа сотрудников Каролинского университета, каковые на страницах Nature Communications утверждали, что мусорная ДНК нужна для развития людской эмбриона. И вот очередное сообщение о функциональности геномного мусора показалось пару дней назад в Developmental Cell.

Рита Айрес (Rita Aires) и её коллеги из Университета Гульбенкяна изучали мышей с нестандартным развитием скелета. В большинстве случаев у этих грызунов формируется 13 пар рёбер, но кое-какие мутанты получаются с 24 парами – рёбра у них тянутся на протяжении хребта прямо до задних ног, и скелет таковой мыши напоминает скелет змеи (действительно, достаточно маленькой). Оказалось, что таковой необычной морфологией животные обязаны мутации, которая отключает ген GDF11.

В норме GDF11 подавляет работу другого гена – OCT4, – что поддерживает активность стволовых клеток и побуждает их преобразовываться в клетки других типов. Другими словами из-за GDF11-мутации OCT4 остаётся активен, почему стволовые клетки формируют лишние рёбра. Возможно было бы высказать предположение, что у змей GDF11 также отключён, но нет – у них он в полном порядке.

Само собой появляется предположение, что тут имеется ещё какой-то молекулярный «игрок».

Таким «игроком», как читатели имели возможность додуматься, была мусорная ДНК. Ген OCT4, что стимулирует формирование лишних рёбер, практически не отличается у змей, мышей и людей, но в хромосоме он окружён некодирующими (мусорными) участками, каковые, но, не в полной мере мусорные – они также играют роль в торможении работы OCT4. У змей некодирующие последовательности, прилегающие к OCT4, не такие, как у других.

В то время, когда змеиную некодирующую ДНК пересаживали к мышам в ту же позицию – другими словами рядом с OCT4 – то у мышиных эмбрионов оказались лишние рёбра: ген трудился «по-змеиному», а всё из-за так называемой мусорной ДНК, которая продлевала работу OCT4. Возможно, ген GDF11, с что отключает OCT4, трудится в связке с некодирующими фрагментами, и при змей эти самые некодирующие фрагменты купили таковой вид, дабы не мешать наращивать дополнительные рёбра.

Как видим, кое-какие участки мусорной ДНК смогут играться очень ключевую роль, определяя морфологию и анатомию тела позвоночных. Действительно, в этом случае прекрасно было бы создать генетически модифицированных змей, у которых некодирующая ДНК была бы так отредактирована, дабы змея вырастала более маленькой. Быть может, такие опыты в будущем удастся сделать, но не через чур не так долго осталось ждать – на данный момент мы фактически не можем манипулировать с зародышами рептилий, каковые часть стадий развития проходят, будучи ещё в организме матери, и в отложенном яйце возможно отыскать змеёныша с 26 парами рёбер и уже сформировавшейся головой.

Но нельзя исключать, что похожие испытания удастся сделать с другими животными, у которых имеется удлинённые грудные клетки, хвосты либо шеи – возможно высказать предположение, что некодирующая ДНК рядом с OCT4 способна воздействовать не только рёбра. Возможно, чем больше мы будем выяснять о методах регуляции генетической активности, тем больше фрагментов мусорной ДНК будут переходить из раздела генетического мусора в раздел регуляторных последовательностей.

По данным Science.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Строение и развитие осевого скелета (Анатомия)


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,