Kyoto Universiteti tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmişdir , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriYeni bir beynəlxalq araşdırma göstərir ki, genomumuza daxil edilmiş və uzun müddət genetik “zibil” kimi rədd edilən qədim viral DNT əslində gen ifadəsini tənzimləməkdə güclü rol oynaya bilər. Kredit: ASHBi/Kyoto Universiteti

Yeni bir beynəlxalq araşdırma göstərir ki, genomumuzda yerləşdirilmiş və uzun müddətdir genetik “zibil” kimi rədd edilən qədim viral DNT, əslində gen ifadəsini tənzimləməkdə güclü rol oynaya bilər. Yaponiya, Çin, Kanada və ABŞ-dan olan tədqiqatçılar MER11 adlı ardıcıllıq ailəsinə diqqət yetirərək, bu elementlərin, xüsusən də erkən insan inkişafı dövründə genlərin necə açılıb-sönməsinə təsir etmək üçün təkamül etdiyini göstərdilər.

Nəticələr Science Advances jurnalında dərc olunub .

Transpozisiya olunan elementlər (TE) qədim viruslardan yaranan genomda təkrarlanan DNT ardıcıllığıdır. Milyonlarla il ərzində onlar kopyala-yapışdır mexanizmləri vasitəsilə genomda yayıldılar.

Bu gün TE-lər insan genomunun təxminən yarısını təşkil edir. Bir zamanlar onların heç bir faydalı funksiyaya malik olmadığı düşünülsə də, son tədqiqatlar müəyyən etmişdir ki, onlardan bəziləri xüsusi hüceyrə tiplərində yaxınlıqdakı genlərin fəaliyyətinə nəzarət edən “genetik keçidlər” kimi fəaliyyət göstərir.

Bununla belə, TE-lər çox təkrarlanan və ardıcıllıqla demək olar ki, eyni olduğundan, onları öyrənmək çətin ola bilər. Xüsusilə, MER11 kimi gənc TE ailələri mövcud genomik məlumat bazalarında zəif təsnif edilmişdir, bu da onların rolunu anlamaq qabiliyyətimizi məhdudlaşdırmışdır.

Bunun aradan qaldırılması üçün tədqiqatçılar TE-ləri təsnif etmək üçün yeni bir üsul hazırladılar. Standart annotasiya vasitələrindən istifadə etmək əvəzinə, onlar MER11 ardıcıllığını onların təkamül əlaqələri və primat genomlarında nə qədər yaxşı qorunduğuna əsaslanaraq qruplaşdırdılar.

Bu yeni yanaşma onlara MER11A/B/C-ni dörd fərqli alt ailəyə, yəni MER11_G1-dən G4-ə qədər ən yaşlıdan ən gəncə qədər bölməyə imkan verdi.

Bu yeni təsnifat gen tənzimləmə potensialının əvvəllər gizli olan nümunələrini ortaya qoydu. Tədqiqatçılar yeni MER11 alt ailələrini DNT-də kimyəvi etiketlər və gen aktivliyinə təsir edən əlaqəli zülallar olan müxtəlif epigenetik markerlərlə müqayisə etdilər. Bu, bu yeni təsnifatın əvvəlki üsullarla müqayisədə faktiki tənzimləmə funksiyası ilə daha sıx uyğunlaşdığını göstərdi.

MER11 ardıcıllığının gen ifadəsini idarə edə biləcəyini birbaşa yoxlamaq üçün komanda lentiMPRA (lentiviral massively parallel reporter assay) adlı texnikadan istifadə etdi. Bu üsul minlərlə DNT ardıcıllığının hüceyrələrə daxil edilməsi və hər birinin gen aktivliyini nə qədər artırdığını ölçməklə eyni anda sınaqdan keçirilməsinə imkan verir.

Tədqiqatçılar bu üsulu insanlardan və digər primatlardan təxminən 7000 MER11 ardıcıllığına tətbiq etdilər və onların insan kök hüceyrələrində və erkən mərhələdə sinir hüceyrələrində təsirlərini ölçdülər.

Nəticələr göstərdi ki, MER11_G4 (ən gənc alt ailə) gen ifadəsini aktivləşdirmək üçün güclü bir qabiliyyət nümayiş etdirdi. O, həmçinin transkripsiya faktorları, genlərin işə salınmasına nəzarət edən zülallar üçün dok yerləri kimi xidmət edən DNT-nin qısa uzantıları olan fərqli tənzimləyici “motivlərə” malik idi. Bu motivlər genlərin inkişaf siqnallarına və ya ətraf mühit siqnallarına necə reaksiya verdiyinə dramatik təsir göstərə bilər.

Əlavə təhlillər göstərdi ki, insanlarda, şimpanzelərdə və makakalarda olan MER11_G4 ardıcıllığının hər birində zamanla bir qədər fərqli dəyişikliklər yığılıb. İnsanlarda və şimpanzelərdə bəzi ardıcıllıqlar insan kök hüceyrələrində tənzimləmə potensialını artıra bilən mutasiyalar əldə etdi.

Aparıcı tədqiqatçı Dr. Xun Çen izah edir ki, gənc MER11_G4 transkripsiya faktorlarının fərqli dəstinə bağlanır və bu qrupun ardıcıl dəyişikliklər vasitəsilə müxtəlif tənzimləyici funksiyalar qazandığını və spesifikasiyaya töhfə verdiyini göstərir.

Tədqiqat “zibil” DNT-nin mühüm bioloji rolları olan tənzimləyici elementlərə necə təkamül edə biləcəyini anlamaq üçün bir model təklif edir. Tədqiqatçılar bu ardıcıllıqların təkamülünü izləyərək və onların funksiyalarını birbaşa sınaqdan keçirərək, qədim viral DNT-nin primatlarda gen aktivliyinin formalaşması üçün necə birgə seçildiyini nümayiş etdiriblər.

“Bizim genomumuz çoxdan ardıcıllıqla tərtib edilib, lakin onun bir çox hissəsinin funksiyası naməlum olaraq qalır” deyə cavab verən müəllif Dr. Inoue qeyd edir. Transpozisiya edilə bilən elementlərin genom təkamülündə mühüm rol oynadığı düşünülür və tədqiqatlar irəlilədikcə onların əhəmiyyətinin daha da aydınlaşacağı gözlənilir.

Daha çox məlumat: Xun Chen və digərləri, Filogenetik yanaşma primat nəslinin sirli endogen retrovirus alt ailələrini aşkar edir, Elm İnkişafı (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ads9164 . www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads9164

Jurnal məlumatı: Elmin inkişafı 

Kyoto Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir