Некоторые гены могут вдвоем создавать один белок
|
Сразу две группы генетиков — европейская и израильская — независимо обнаружили новый механизм в экспрессии генов, который позволяет двум генам совместно строить один белок. Феномен назвали транскрипционно индуцированным химеризмом (transcription-induced chimerism, TIC).
Традиционное научно-популярное представление о работе генов можно описать формулой «один ген — один белок». Ген — это отрезок молекулы ДНК. Он содержит код, заданный последовательностью нуклеотидов. В процессе транскрипции генетический код копируется на молекулу РНК. Затем эта молекула доставляется к рибосомам, где по коду, как по чертежу, собирается из аминокислот белок.
О том, что эта картина лишь в самом первом приближении соответствует действительности, известно уже давно. Например, на пути к рибосоме молекула РНК может подвергаться различным изменениям. Из нее вырезаются фрагменты кода, называемые интронами, причем делаться это может по-разному. Этот процесс получил название альтернативного сплайсинга. Специальные ферменты могут на ходу вносить поправки в генетический код — это так называемое редактирование РНК. Всё это позволяет одному гену кодировать несколько разных белков. Но при этом одному белку всегда соответствует один ген, несущий исходный генетический код.
Новое открытие заставляет отказаться и от этого представления, сообщает News-Medical.Net. Оказывается, во многих случаях два гена, которые по соседству расположены в молекуле ДНК, могут совместно построить молекулу РНК, по которой потом будут собираться белки. Явление назвали транскрипционно индуцированным химеризмом (TIC), поскольку слияние генетических кодов происходит в процессе транскрипции (построения РНК до ДНК). Химерами же в биологии принято называть организмы, состоящие из наследственно различных клеток или тканей — в данном случае это слово используется отчасти в переносном смысле — химерная РНК состоит из кода двух разных генов.
Группа под руководством доктора Родерика Гвиго (Roderic Guigо) из Центра генетической регуляции (Centre de Regulacio Genomica) в Барселоне совместно с группой доктора Стилианоса Антонаракиса (Stylianos Antonarakis) из Женевского университета (University of Geneva) тщательно исследовала набор фрагментов, составляющих примерно 1% всего человеческого генома. Как оказалось, 6 из находящихся здесь 167 близких пар генов, то есть 3,6%, порождают химерные РНК.
|
Другая группа исследователей под руководством доктора Ротема Сорека (Rotem Sorek) из израильской биотехнологической компании Compugen выявила более 200 случаев транскрипционно индуцированного химеризма с участием 421 человеческого гена. Всего же в создании химерных РНК могут участвовать от 2 до 5% человеческих генов, считают израильские ученые. Они также отмечают, что пары генов, порождающие химерные РНК, как правило, расположены в ДНК ближе друг к другу, чем другие пары генов.
Израильская группа также обнаружила в хромосоме одну пару генов — PIP5K1A и PSD4, — которые не просто сливаются при транскрипции, но и в таком объединенном виде умудрились записаться обратно в генетический код, правда совсем в другом месте — в хромосоме 10. Тем самым был образован новый ген, который активно работает в целом ряде тканей.
Явление транскрипционно индуцированного химеризма расширяет представления о работе генов и показывает, что клетка может синтезировать более сложные белки, чем закодированы в ее геноме. Кроме того, это открытие может иметь большое значение при разработке новых лекарств.
Александр Сергеев
См. также:
Rotem Sorek et al., Transcription-mediated gene fusion in the human genome, Genome Research, 16:30-36, 2006.
Roderic Guigу et al., Tandem chimerism as a means to increase protein complexity in the human genome, Genome Research, 16:37-44, 2006.
