O nouă descoperire ar putea rescrie cărțile despre genetică

Cercetătorii au descoperit o „gramatică spațială” în ADN Acest lucru redefinește rolul factorilor de transcripție în reglarea genelor, influențând înțelegerea noastră asupra modificărilor genetice și a bolilor.

Descoperirea unui nou cod în ADN, cunoscut sub numele de „gramatică spațială”, ne poate ajuta să descoperim secretul din spatele modului în care activitatea genelor este codificată în genomul uman.

Această descoperire revoluționară, făcută de cercetătorii de la Universitatea de Stat din Washington și de la Universitatea din California, San Diego, a fost publicată în jurnal. naturăUn studiu recent a scos la iveală gramaticile spațiale ascunse găsite în ADN, care au fost emise de mult timp. Această cercetare poate remodela înțelegerea oamenilor de știință asupra reglării genelor și a modului în care variațiile genetice pot afecta expresia genelor în timpul dezvoltării sau bolii.

Detectarea dependenței de poziție

Factorii de transcripție, proteinele care controlează ce gene sunt activate sau dezactivate în genom, joacă un rol crucial în acest cod. S-a gândit mult timp că acționează fie ca activatori, fie ca represori ai activității genelor, această cercetare arată că funcția factorilor de transcripție este mai complexă.

„Spre deosebire de ceea ce veți găsi în manuale, factorii de transcripție care acționează ca adevărați activatori sau represori sunt surprinzător de rari”, a spus Sascha Dutke, profesor asistent la Universitatea de Stat din Washington, care a condus majoritatea cercetărilor în cadrul Școlii de Bioștiințe Moleculare din Colegiul de Medicină Veterinară.

În schimb, oamenii de știință au descoperit că majoritatea stimulentelor pot acționa și ca inhibitori.

„Dacă eliminați activatorul, ipoteza dvs. este că pierdeți activarea”, a spus Baylee McDonald, un student absolvent la Universitatea de Stat din Washington, care a făcut parte din echipa de cercetare , așa că am știut că a fost o greșeală.”

Aruncând o privire mai atentă, cercetătorii au descoperit că funcția multor factori de transcripție este foarte dependentă de poziție.

Cercetătorii au descoperit că distanța dintre factorii de transcripție și locația lor față de locul în care începe să fie transcrisă o genă determină nivelul activității genei. De exemplu, factorii de transcripție pot activa expresia genei atunci când sunt plasați în amonte sau în fața locului în care începe transcripția unei gene, dar inhibă activitatea lor atunci când sunt plasați în aval sau după locul unde începe transcrierea unei gene.

„Distanțarea sau „mediul” este cea care determină dacă un anumit factor de transcripție acționează ca un activator sau un represor”, a spus Dutke. „Acest lucru arată că, similar cu învățarea unei noi limbi, pentru a afla cum sunt codificate modelele de expresie genetică în genomul nostru, trebuie să înțelegem cuvintele și regulile gramaticale ale acesteia.”

Implicații pentru cercetarea genetică

Christopher Penner, profesor asistent la Universitatea din California, San Diego, se așteaptă ca prin încorporarea noilor „reguli spațiale” descoperite, oamenii de știință vor putea obține o înțelegere mai profundă a modului în care mutațiile sau variațiile genetice afectează expresia genelor și contribuie la boli.

„Aplicațiile potențiale ale acestei tehnologii sunt enorme și cel puțin va schimba modul în care oamenii de știință studiază expresia genelor”, a spus Benner.

Referință: „Funcția dependentă de poziție a factorilor de transcripție specifici secvenței umane” de Sascha H. Dutke, Carlos Guzman, Max Zhang, Nathaniel B. delos Santos, Billy R. McDonald, Jia Li Shi, Aaron F. Karlin, Sven Heinz, și Christopher Penner, 17 iulie 2024. natură.
doi: 10.1038/s41586-024-07662-z