Помните, в старшей школе или в колледже, когда вы узнали о всей той ДНК внутри вас, которая была хламом? Строки и строки бессмысленного кода, который не имел функции? Недавний всплеск работ по проекту ENCODE заставляет мир гудеть от новостей, которые разорвут эту идею на части.
Но, как и многие вещи, которые остаются в учебниках задолго до того, как наука пошла дальше, идея «мусорной ДНК», которую ENCODE опровергла, на самом деле не нуждается в опровержении. Даже в 1972 году ученые признали, что только то, что мы не знали, что делают определенные области ДНК, не делало их ненужными.
Их пресс-релиз мог быть довольно захватывающим:
Сотни исследователей, работающих над проектом ENCODE, обнаружили, что большая часть того, что в геноме человека называют «мусорной ДНК», на самом деле представляет собой массивную панель управления с миллионами переключателей, регулирующих активность наших генов. Без этих переключателей гены не будут работать - и мутации в этих регионах могут привести к человеческим болезням. Новая информация, предоставляемая ENCODE, настолько обширна и сложна, что породила новую модель публикации, в которой электронные документы и наборы данных взаимосвязаны.
И даже Джина Колата из New York Times купила шумиху:
Теперь ученые обнаружили жизненно важный ключ к разгадке этих загадок. Человеческий геном содержит по меньшей мере четыре миллиона генных переключателей, которые содержатся в кусочках ДНК, которые когда-то были отброшены как «мусор», но которые, как оказалось, играют критическую роль в управлении поведением клеток, органов и других тканей. Открытие, считающееся крупным медицинским и научным прорывом, имеет огромное значение для здоровья человека, потому что многие сложные заболевания, по-видимому, вызваны крошечными изменениями в сотнях генных переключателей.
Но блогер и биолог из Беркли Майкл Эйзен объясняет проблему с пресс-релизом и освещением в прессе:
Это правда, что в статье описаны миллионы последовательностей, связанных факторами транскрипции или склонных к расщеплению ДНКазой. И это правда, что многие добросовестные регуляторные последовательности будут обладать этими свойствами. Но, как признают даже авторы, только некоторая часть этих последовательностей окажется вовлеченной в регуляцию генов. Поэтому просто неверно утверждать, что газеты определили миллионы переключателей.
Даже Эван Бирни, ученые, которые занимались анализом данных для проекта ENCODE, пытался разобраться в путанице. В своем блоге он объясняет, что утверждение в этих исследованиях - что около 80 процентов генома является «функциональным» - просто означает, что около 80 процентов генома человека обладает биохимической активностью. Бирни пишет:
Этот вопрос зависит от слова «функциональный», поэтому давайте сначала попробуем разобраться с ним. Как и многие английские слова, слово «функциональный» очень полезно, но зависит от контекста. Означает ли «функциональный элемент» в геноме что-то, что изменяет биохимические свойства клетки ( т . Е. Если бы последовательности здесь не было, биохимия была бы другой), или это что-то, что изменяло фенотипически наблюдаемую черту, которая воздействует на целое организм? На их границах (учитывая, что все биохимические активности являются фенотипом), эти два определения сливаются. Потратив долгое время на размышления и обсуждения этого, ни одно определение «функционал» не работает для всех разговоров. Мы должны быть точными в контексте. Прагматично, в ENCODE мы определяем наши критерии как «специфическую биохимическую активность» - например, анализ, который идентифицирует ряд оснований. Это не весь геном (так, например, такие вещи, как «наличие фосфодиэфирной связи» не подходят). Затем мы подразделяем это на различные классы анализа; в порядке убывания охвата это: РНК, «широкие» модификации гистонов, «узкие» модификации гистонов, гиперчувствительные сайты DNaseI, пики транскрипционного фактора ChIP-seq, следы DNaseI, связанные с фактором транскрипции мотивы и, наконец, экзоны.
И даже Бирни на самом деле не удивлен 80-процентным числом.
Как я уже говорил в презентациях, вы не должны удивляться цифре 80%. В конце концов, 60% генома с новой подробной аннотацией, проверенной вручную (GenCode), являются либо экзоническими, либо интронными, и ожидается, что ряд наших анализов (таких как PolyA-RNA и H3K36me3 / H3K79me2) будут отмечать всю активную транскрипцию. Таким образом, увеличение дополнительных 20% по сравнению с ожидаемыми 60% не столь удивительно.
Это не значит, что работа ENCODE не интересна и не ценна. Эд Йонг из «Не совсем ракетостроения» объясняет, что, хотя ENCODE может и не разрушить наш геномный мир, он все же очень важен:
То, что геном сложный, не станет неожиданностью для ученых, но ENCODE делает две новые вещи: он каталогизирует элементы ДНК, которые ученые могут изучать; и это показывает, сколько их. «Геном больше не является пустым пространством - он плотно заполнен пиками и колебаниями биохимической активности», - говорит Шиам Прабхакар из Сингапурского института генома. «Здесь есть самородки для всех. Независимо от того, какой фрагмент генома мы изучаем в каком-либо конкретном проекте, мы выиграем от поиска соответствующих треков ENCODE ».
Интересно и важно да. Но шокирует ли то, что многие из наших ДНК имеют функцию? Нет.
Больше от Smithsonian.com:
Книги будущего могут быть написаны в ДНК
Быстрое и дешевое секвенирование ДНК на горизонте?
