Ученые обнаружили ранее неизвестную особенность человеческой ДНК, связанную с активностью генов и пространственной организацией генетического материала. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell. Работа может изменить представления специалистов о структуре ДНК, транскрипции и функционировании генома.
В клетках ДНК и РНК обычно выполняют разные задачи и существуют как отдельные молекулы. Однако во время обычных клеточных процессов отдельные строительные элементы РНК, называемые рибонуклеотидами, иногда встраиваются в ДНК. Ранее ученые знали о таком явлении, но не понимали, где именно эти элементы расположены в геноме человека и могут ли они выполнять определенную функцию.
Команда Франчески Сторичи из Технологического института Джорджии совместно с исследователями из других организаций составила подробную карту встроенных рибонуклеотидов. Оказалось, что они распределены по геному не случайным образом, а формируют характерные участки. Совокупность таких элементов в ядерной ДНК ученые назвали человеческим «рибомом».
Особенно часто рибонуклеотиды встречаются рядом с началами активных генов, где клетка приступает к считыванию генетической информации для создания РНК. Их количество увеличивается по мере роста активности генов. В этих областях ДНК испытывает механическую нагрузку, поскольку к ней регулярно обращаются клеточные механизмы.
Исследователи установили, что встроенные элементы РНК могут влиять на степень закручивания и скручивания ДНК. Этот процесс, известный как сверхспирализация, тесно связан с транскрипцией. По словам Сторичи, обработка рибонуклеотидов способна изменять сверхспирализацию ДНК, связывая ее химический состав, физическую структуру и активность генов.
Полученные данные указывают, что встроенные рибонуклеотиды могут быть не случайными остатками клеточных процессов, а участниками работы генома. Открытие также способно помочь в изучении заболеваний, связанных с нарушением удаления РНК из ДНК, включая редкие аутоиммунные расстройства. Фото: Futurity