Более половины нашего генома состоит из транспозонов, последовательностей ДНК, которые напоминают древние, вымершие вирусы. Транспозоны обычно заглушаются процессом, известным как метилирование ДНК, но их активация может привести к серьезным заболеваниям. О транспозонах известно очень мало, но исследователям в рамках международного проекта по сотрудничеству впервые удалось изучить, что происходит, когда метилирование ДНК теряется в клетках человека. Эти результаты дают новое понимание того, как изменения в метилировании ДНК способствуют заболеваниям.

Даже когда наша ДНК не повреждена, экспрессия и поведение наших генов могут измениться. Это может происходить различными способами, в том числе посредством метилирования ДНК, химического процесса, который отключает гены и другие части нашего генома, такие как транспозоны.

Транспозоны – прыгающие гены – иногда называют темной частью нашего генома и состоят из переносимых последовательностей ДНК, которые могут вызывать генетические изменения, например, если они интегрированы в ген. Эти транспозоны часто заглушаются во время развития плода, особенно путем метилирования ДНК.

«Иногда, однако, метилирование ДНК нарушается, и исследования показали, что это важно при определенных раковых опухолях и при некоторых психоневрологических заболеваниях. Метилирование ДНК используется в качестве мишени для лечения некоторых типов рака, таких как лейкемия, но мы до сих пор не хватает знаний о том, почему это эффективно и почему оно работает только для определенных типов рака », – говорит Йохан Якобссон, профессор Лундского университета и руководитель исследования, в котором также участвовали исследователи из Института молекулярной генетики Макса Планка и Института Каролинска. Результаты теперь опубликованы в Nature Communications.

На самом деле, мы очень мало знаем о роли транспозонов в нашей ДНК. Исследователи из Лунда придерживаются одной теории, согласно которой метилирование ДНК заставляет замолчать те части генома, которые не используются, но только теперь стало возможным изучить, что происходит, когда этот процесс удаляется из клеток человека.

Исследователи использовали технику CRISPR / Cas9, чтобы успешно отключить метилирование ДНК в нервных стволовых клетках человека в лаборатории.

Результаты были очень удивительными. Если вы отключите метилирование ДНК в клетках мыши, они не выживут. Но когда метилирование ДНК было остановлено в человеческих нервных стволовых клетках, они выжили, и был активирован определенный набор транспозонов. Эти транспозоны, в свою очередь, повлияли на многие гены, которые важны для развития нервных клеток ".

Йохан Якобссон, профессор Лундского университета

Йохан Якобссон считает, что результаты открывают потенциал для совершенно нового понимания того, как потеря метилирования ДНК влияет на наш геном при различных заболеваниях, но он также подчеркивает, что исследование проводилось на культивируемых клетках в лаборатории. Теперь исследователи хотят двигаться вперед и посмотреть, что произойдет, если они отключат метилирование в раковых клетках, на которые влияет метилирование ДНК, например, при глиобластоме.