Взаимодействие генов
Гены в нашем теле образуют сложную сеть взаимодействий и регулируют буквально все, начиная от направления развития стволовых клеток до определения того, насколько высокими мы станем. Распутывание этих взаимодействий всегда было сложной задачей. Сейчас, при международном сотрудничестве был создан более многосторонний подход, что дает надежды на ускорение этого процесса.
Новый подход был разработан международным консорциумом Функциональной аннотации генома млекопитающих (FANTOM), организованный научным центром RIKEN в Японии. Группа, под руководством генетика Йошихида Хаязаки (Yoshihide Hayashizaki), разработала технику, с помощью которой можно подсчитать как часто экспрессируется ген, т.е. происходит процесс перевода информации ДНК в РНК, которая кодирует белок. Многие из этих белков в свою очередь влияют на экспрессию других генов, уменьшая или увеличивая выход кодируемых ими белков. В любой момент сотни генов влияют на активности других генов. Что, конечно, сильно усложняет понимание.
Группа FANTOM протестировала наиболее важных участников и их взаимодействие, используя для обработки этого огромного количества данных новую программу. Первой их целью стала регуляторная сеть, контролирующая дифференцировку клеток THP-1 - линии человеческих клеток лейкемии, широко использующейся в лабораторных экспериментах. Группа идентифицировала 29,857 областей генома, которые реагировали на регуляторные белки. Они следили за уровнем активности этих областей в шести точках в процессе дифференциации.
В результате получилась регуляторная сеть, более похожая на птичье гнездо. Такие взаимодействия обычно раскладываются в иерархичную систему; один или несколько «главных» генов располагаются на вершине каскада взаимодействий. Модель группы FANTOM отличается тем, что имеет обратные связи, через которые регуляторные белки могут усиливать генную экспрессию, только для того, чтобы подавить другие регуляторные белки, что в конечном итоге приведет клетку в новое равновесное состояние.
Эта новая работа является «наиболее полным обзором процесса клеточной дифференциации», говорит Юха Кире (Juha Kere), молекулярные биолог Каролинского института в Стокгольме, который не принимал участие в группе FANTOM. По словам Хироши Танака (Hiroshi Tanaka), биоинформатика из Медицинского унивесритета в Токио, это улучшенное понимание функций регуляторных сетей позволит ученым создавать новые типы клеток
Две другие группы, связанные с FANTOM, применили новую технику в другом направлении. Группа под руководством биолога Пьера Карнинки (Piero Carninci) исследовала вопрос, как генетические элементы, называемые ретротранспозонами, рассредоточенные по всему геному, влияют на синтез РНК. Вторая группа, возглавляемая Джоном Маттиком (John Mattick), молекулярным биологом из университета Queensland в Австралии, обнаружила новый класс коротких РНК, которые вероятно так же участвуют в регуляции экспрессии генов, однако это открытие еще нуждается в проверке.
Все три группы сообщили о своих результатах на этой неделе в Nature Genetics.
