Американские ученые обнаружили параллельный генетический код
ДНК содержит второй код, о котором до сих пор не было известно, утверждают ученые Вашингтонского университета. Отчет об их работе опубликован в пятницу в журнале Science.
Исследование группы ученых Вашингтонского университета проводилось в рамках многолетнего международного проекта ENCODE («Проект энциклопедии элементов ДНК»), финансируемого американским НИИ Генома человека. В нем участвовали семь специалистов кафедры генетики, один — с кафедры иммунологии, а также два эксперта, привлеченных из других научных организаций.
«40 лет мы предполагали, что изменения в ДНК, воздействующие на генный код, влияют исключительно на то, как создаются белки», — пояснят руководитель исследовательской группы, ассоциированный профессор медицины и генетики Джон Стаматояннопулос. «Теперь мы понимаем, что это предположение, лежавшее в основе того, как мы читали человеческий геном, упускало половину картины. Новое открытие подчеркивает, что ДНК — невероятно мощная система хранения информации, которую природа использует в полной мере и неожиданными способами», — приводятся его слова на сайте университета.
С 1960-х годов, когда генетический код был расшифрован, научное сообщество исходило из того, что он используется исключительно для записи информации о белках. Находка исследовательской группы факультетов медицины и наук о здоровье Вашингтонского университета показывает, что
в цепочке ДНК существует параллельный набор инструкций по управлению экспрессией генов. Эти инструкции позволяют стабилизировать некоторые характеристики протеинов и контролировать их производство.
Второй «язык» ДНК оставался незамеченным на протяжении 50 лет, потому что «записан» как бы поверх первого. «Алфавит» генетического кода состоит из 64 кодонов. Каждый кодон — это тройка нуклеотидных остатков дезоксирибонуклеиновой кислоты, кодирующая одну аминокислоту. То есть последовательность кодонов в гене кодирует последовательность аминокислот при производстве белка.
Ученые Вашингтонского университета обнаружили, что примерно 15 % кодонов имеют двойное назначение. Помимо информации об аминокислотах они также определяют сайты связывания транскрипционных факторов — участки ДНК, которые взаимодействуют с белками, отвечающими за процесс синтеза мРНК, а та, в свою очередь, уже используется как матрица для синтеза белков. Таким образом, именно эти дуоны (как их назвали ученые) определяют мРНК, а значит, выраженность отдельных генов.
Открытие американских ученых может изменить представления о механизмах генетических заболеваний.
По словам руководителя исследовательской группы, то, что генетический код одновременно содержит два типа информации, означает, что «изменения в ДНК, которые на первый взгляд варьируют последовательность белков, на самом деле могут нарушать программы управления генами, а то и оба механизма одновременно». Мутации в транскрипционных факторах ведут к ряду тяжелых заболеваний: раку, некоторым видам диабета, синдрому Ретта, аутоимунным заболеваниям и нарушениям речевых функций.
