Изследователи от Института по науките за живота в Университета в Мичиган и Медицинския институт на Хауърд Хюз са установили как сателитната ДНК, считана за „боклукова ДНК“, играе критична роля при сглобяването на генома. Констатациите, публикувани в списанието eLife, показват, че генетичните боклуци играят жизненоважна роля за осигуряването на правилното позициониране на хромозомите в клетъчното ядро, което е от съществено значение за оцеляването на клетките. И тази функция изглежда е запазена при много видове.
Защо е необходима боклук ДНК?
Перицентромерната сателитна ДНК се състои от много проста и често повтаряща се последователност от генетичен код. И макар да представлява значителна част от нашия геном, сателитната ДНК не съдържа никакви конкретни инструкции за създаването на някакви специфични протеини. Освен това се смята, че повтарящият се характер прави генома по-малко стабилен и по-уязвим към нараняване или заболяване. Доскоро учените вярваха, че „боклуците“или „егоистичните“ДНК нямат никаква роля или цел.
„Не можехме просто да се примирим с идеята, че това са просто геномни боклуци“, казва Юкико Ямашита, професор в LSI и водещ автор на изследването. „Ако нямаме нужда от него и не получим нищо от него, еволюцията вероятно ще се отърве от него. Но това не се случи.
Ямашита и нейните колеги решиха да видят какво ще се случи, ако тези клетки не използват перицентромерна сателитна ДНК. Тъй като съществува като дълги, повтарящи се последователности, учените не могат просто да мутират или да изрежат цялата ДНК от генома. Вместо това те определиха протеина D1, който се свързва със сателитната ДНК.
Учените са премахнали D1 от клетките на широко използван тестов организъм, Drosophila melanogaster (плодова муха). И веднага откриха, че зародишните клетки - които обикновено се превръщат в сперматозоиди или яйца - умират.
Допълнителен анализ показа, че умиращите клетки образуват микроядра или малки пъпки извън ядрото, които включват части от генома. Без целия геном, капсулиран в ядрото, клетките не биха могли да оцелеят.
Промоционално видео:
Учените вярват, че протеинът D1 се свързва със сателитната ДНК, като събира всички хромозоми в ядрото. Ако протеинът D1 не може да поеме сателитна ДНК, клетката губи способността си да образува цялостно ядро и умира. Допълнителни тестове показаха, че сателитната ДНК е от съществено значение за оцеляването на клетките при различни видове, които включват ДНК в ядрото, включително хората.
Иля Хел
