Tayvan Milli Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləriNuklein Acids Research (Cild 53, Buraxılış 21–22) jurnalının üz qabığındakı şəkil , Bakteriya domenində qorunan yeni bir promotor elementi “başlanğıc”ın kəşfini vurğulayır. Başlanğıc element, tanınmış −35 və −10 elementləri ilə birlikdə, transkripsiyanı başlatmaq üçün RNT polimeraz tərəfindən tanınır. Mənbə: Nuklein Acids Research (2025). DOI: 10.1093/nar/gkaf1310

Yeni kəşf edilmiş promotor elementi “başlanğıc” bakteriyalarda, arxeyalarda və ökaryotlarda transkripsiyanın başlanğıcını idarə etmək üçün ortaq tənzimləyici sintaksisə işarə edir.

DNT çox vaxt həyatın dili kimi təsvir olunur. Cəmi dörd nukleotid — A, T, G və C — ilə genomun minlərlə geni kodlaması, bu genlərin nə vaxt və necə ifadə olunduğunu tənzimləyən tənzimləyici elementlərlə birlikdə təmin edir. DNT-yə daxil edilmiş məlumatların deşifrə edilməsi təkcə həyatın mənşəyinə işıq salmır, həm də orqanizmlərin dəyişən mühitlərə necə uyğunlaşdığını aşkar edir və sintetik biologiya və gələcək təkamül trayektoriyalarının proqnozlaşdırılması üçün vacib biliklər verir.

Gen ardıcıllıqları zülalları kodlaşdırmaq üçün dəqiq və universal bir qaydaya əməl etdiyindən, onları genomlarda müəyyən etmək nisbətən asanlaşıb. Bunun əksinə olaraq, tənzimləyici elementlər uzunluq və ardıcıllıq tərkibi baxımından daha dəyişkəndir və bu da onları tanımağı daha çətinləşdirir. AlphaFold kimi güclü modellər zülalın quruluşunu və funksiyasını proqnozlaşdırmaq qabiliyyətimizi dəyişdirdiyindən, həyat elmində əsas bir istiqamət indi tənzimləyici elementləri proqnozlaşdıra və dizayn edə bilən hesablama vasitələrinin inkişafıdır.

Promotor tədqiqat metodlarında irəliləyişlər

Müxtəlif tənzimləyici elementlər arasında promotorlar xüsusilə diqqət çəkir, çünki onlar gen ifadəsinin ilk addımı olan transkripsiyanın başlanğıcını idarə edirlər. Promotor ardıcıllıqlarına daxil edilmiş qaydaları deşifrə etmək üçün Milli Tayvan Universitetindəki professor Devid Çunun laboratoriyası 16 milyondan çox promotor variantı qurmaq və onların E. coli-də ifadə səviyyələrini ölçmək üçün yüksək məhsuldarlıq metodlarından istifadə edir.

Nəticədə əldə edilən məlumat dəsti hesablama modelini öyrətmək üçün istifadə edildi və daha sonra komanda Bakteriya domeni boyunca filogenetik cəhətdən fərqli 49 növün genomlarını təhlil etmək üçün tətbiq etdi. İş Nucleic Acids Research jurnalında dərc olunub .

Əsas tapıntılar və təkamül nəticələri

Bu sistem biologiyası yanaşması bakteriya promotor arxitekturasının domen səviyyəsində qorunmasını iki əsas tapıntı ilə ortaya qoydu:

1. Tanınmış “–35” və “–10” elementlərinə əlavə olaraq, bakteriya promotorları transkripsiyanın başlanğıc yerini göstərən yeni və geniş şəkildə qorunan bir element ehtiva edir. Professor Çou bu yeni elementi “başlanğıc” adlandırdı.
2. –10 elementinin dərhal aşağısında yerləşən “ayrı-seçkilik” elementi, iki əsas bakteriya kladı olan Terrabacteria və Gracilicutes arasında diqqətəlayiq ardıcıllıq fərqi göstərir. Bu fərq funksional fərqi əks etdirir: bir çox Gracilicutes promotor gücünü böyümə sürətinə uyğun olaraq tənzimləmək üçün ayrı-seçkilik ardıcıllıqlarından istifadə edir, Terrabacteria isə bu tənzimləyici mexanizmdən istifadə etmir.

Diqqətəlayiq haldır ki, yeni müəyyən edilmiş bakteriya başlanğıc elementi arxeya və ökaryotlar tərəfindən transkripsiyanın başlanğıc yerlərini təyin etmək üçün istifadə edilən “başlanğıc” elementinə çox bənzəyir. Bu çarpaz domen oxşarlığı, son universal ortaq əcdadın artıq bu gün müşahidə edilənə bənzər bir promotor arxitekturasından istifadə etmiş ola biləcəyini və bu da Yer kürəsində gen tənzimlənməsinin qədim mənşəyinə yeni ipucları verdiyini göstərir.

Professor Çou bildirib ki, “Bu tapıntılar promotor təkamülü haqqında anlayışımızı yenidən formalaşdırır və müxtəlif bakteriya genomlarında tənzimləyici elementlərin mühəndislik və hesablama yolu ilə müəyyən edilməsi üçün təməl qoyur”.

Daha çox məlumat: Syue-Ting Kuo və digərləri, Domen bakteriyaları arasında əsas promotorların başlanğıc elementinin və tənzimləyici divergensiyasının açılması, Nuklein turşuları tədqiqatı (2025). DOI: 10.1093/nar/gkaf1310

Jurnal məlumatı: Nuklein turşuları tədqiqatı 

Tayvan Milli Universiteti tərəfindən təmin edilir