Virus kuno yang tertanam dalam DNA kami membantu menghidupkan dan mematikan gen kami, studi menemukan
DNA yang diperoleh manusia dari virus kuno memainkan peran kunci dalam mengganti bagian kode genetik kita, sebuah studi baru telah menemukan.
Hampir setengah dari genom manusia terdiri dari segmen yang disebut elemen transposable (TES), juga dikenal sebagai “gen lompat” karena mereka dapat melompat -lompat di sekitar genom. Beberapa dari ini adalah sisa -sisa virus kuno yang menanamkan diri dalam genom leluhur kita dan telah diturunkan selama jutaan tahun.
Selama beberapa dekade setelah TES ditemukan, para ilmuwan menganggap mereka tidak memiliki tujuan yang bermanfaat – bahwa mereka adalah DNA “sampah”. Tetapi studi baru ini menambah bukti yang meningkat bahwa deskripsi ini jauh dari benar.
Jauh dari fosil yang tidak berfungsi, peregangan DNA kita yang seolah -olah tidak aktif ini bisa menjadi sangat penting dalam mengatur ekspresi gen, terutama selama perkembangan awal, penelitian menunjukkan. Para ilmuwan menerbitkan temuan mereka 18 Juli di jurnal Kemajuan Sains.
“Genom kami sudah diurutkan sejak lama, tetapi fungsi banyak bagiannya tetap tidak diketahui,” rekan penulis studi Hiromi Nakao-Inoueseorang koordinator penelitian di Institut Studi Lanjutan Biologi Manusia Universitas Kyoto, kata dalam sebuah pernyataan. “Elemen transposable dianggap memainkan peran penting dalam evolusi genom, dan signifikansinya diharapkan menjadi lebih jelas karena penelitian terus maju.”
Bagaimanapun, tidak begitu runtuh
TE dianggap “sampah” karena mereka tampak tidak relevan dengan penciptaan protein – molekul yang membangun sel dan membuat mereka tetap berjalan. Sementara gen membawa cetak biru untuk protein, unsur -unsur yang berulang -ulang dan transposable ini telah lama dianggap sebagai DNA “nonfungsional”.
Terkait: Peta genom manusia yang terbaik menyoroti 'Gen Jumping,' 'Junk DNA' dan banyak lagi
Namun dalam beberapa tahun terakhir, bukti telah mulai menumpuk bahwa bagian -bagian yang berulang -ulang dari genom kita berperan dalam regulasi gen. Misalnya, mereka kode sering digunakan untuk membuat nonkode RNAmolekul yang dapat bertindak berdasarkan gen lain membedakan sel Dan mengatur pertumbuhan embrio.
Studi yang lebih rinci tentang elemen transposable juga telah dimungkinkan oleh CRISPR. Alat pengeditan gen yang terkenal telah memungkinkan para ilmuwan untuk mengintip bagaimana mempengaruhi Struktur kromatin – Campuran DNA dan protein dari mana kromosom dibuat – dan memulai aktivitas gen embrio setelah pembuahan.
Para ilmuwan di balik penelitian baru ini berfokus pada keluarga TES tertentu yang disebut MER11. Keluarga itu termasuk dalam kelas TE yang lebih besar yang memasuki genom primata sekitar 40 juta tahun yang lalu.
Para peneliti mengklasifikasikan urutan dalam keluarga MER11 berdasarkan hubungan evolusi mereka satu sama lain. Ini menghasilkan empat subkelompok dari MER11_G1 (yang tertua) ke MER11_G4 (yang termuda).
Untuk melihat efek apa TE ini terhadap sel, mereka memasukkan hampir 7.000 urutan ke dalam sel dalam piring lab. Urutan, yang diambil dari manusia dan primata lainnya, ditempatkan di dalam sel induk dan sel-sel saraf tahap awal, yang aktivitas gennya kemudian diukur.
Hasil mereka menunjukkan bahwa anggota termuda dari keluarga MER11 – MER11_G4 – memiliki kemampuan yang kuat untuk mengaktifkan gen. Mereka dilengkapi dengan “situs pengikatan faktor transkripsi yang unik,” yang merupakan motif DNA yang merupakan kunci untuk pengembangan dan bertindak sebagai bantalan docking untuk protein yang mengontrol ekspresi gen.
Variasi halus dalam sekuens MER11_G4 juga ada antara manusia, simpanse dan kera, dengan variasi mengubah efek pengaturan urutan dari spesies ke spesies.
“Studi ini menyoroti betapa masih banyak yang harus dipelajari dari urutan genom,” Cristina Tufarelliseorang ahli genetika di Pusat Penelitian Kanker Universitas Universitas Leicester yang tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan kepada Live Science. “Terutama ketika datang ke transposon seperti virus mengulangi variasi antara dan dalam keluarga sebagian besar telah diabaikan.”
Dia menambahkan bahwa pekerjaan itu membuka beberapa jalan untuk penyelidikan di masa depan. “Pendekatan ini dapat diterapkan pada elemen transposable dengan potensi untuk membantu mendapatkan pengetahuan yang lebih dalam tentang elemen -elemen lain dengan fungsi peraturan potensial,” katanya.
Tufarelli menambahkan bahwa percobaan di masa depan dapat melibatkan menghapus bagian -bagian tertentu dari TES dengan CRISPR untuk membantu mengungkap peran mereka dalam mengatur ekspresi gen baik dalam kesehatan dan penyakit.
