Геном человека очарователен. Когда-то прогнозировалось, что он содержит около ста тысяч кодирующих белок генов, сейчас кажется, что это число ближе к двадцати тысячам, а может и меньше. И хотя наш геном состоит из примерно трех миллиардов единиц – «пар оснований» – многие из них, по-видимому, не принадлежат к конкретным генам, и по этой причине они были делегированы на свалку генетики: их буквально называли «мусор». ДНК».

Но, как оказалось, нежелательная ДНК действительно важна в координации и регулировании работы реальных генов. Например, есть последовательности ДНК, которые «прыгают» вокруг генома и влияют на экспрессию генов. Эти прыжковые единицы называются «транспонируемыми элементами», и их число оценивается в более чем 4,5 миллиона в одном геноме.

Транспонируемые элементы часто содержат последовательности, которые являются сайтами связывания для факторов транскрипции – белки, которые регулируют скорость транскрипции ДНК в РНК, отмечая первый этап экспрессии гена. Перемещаясь вокруг всего генома, перемещаемые элементы обновляют пул сайтов связывания для факторов транскрипции, становясь «двигателем» эволюции генома.

Но в то же время, переносимые элементы также могут быть очень опасными для хозяина; они генотоксичны, что означает, что они могут вызывать мутации, которые приводят к выведению из строя генов, приводя к тяжелым заболеваниям и даже смерти. Вопрос в том, как генотоксический потенциал переносимых элементов контролируется без ущерба для их способности регулировать геном?

Теперь ученые из лаборатории Дидье Троно из EPFL обнаружили, что семейство белков, известных как KZFP (для связанных с Крюпелем коробок, содержащих белки цинкового пальца), действуют как «ключевые посредники», одомашнивая регуляторные последовательности, встроенные в транспонируемые сами элементы.

Когда геном человеческого эмбриона активируется вскоре после того, как яйцеклетка оплодотворена спермой, переносимые элементы являются одними из первых последовательностей, которые должны быть экспрессированы. Исследователи обнаружили, что KZFP быстро "приручают" эти элементы, сводя к минимуму их транскрипционное воздействие на самых ранних стадиях раннего эмбриогенеза. Это позволяет впоследствии использовать перемещаемые элементы в процессе разработки и в тканях взрослого человека. Таким образом, KZFP играют ключевую роль в определении того, как регулируется геном человека, путем облегчения включения контролирующих последовательностей на основе переносимых элементов в транскрипционные сети.

«Наши результаты показывают, как семейство белков, которые долгое время считались странностью природы, превращает противников в друзей», – говорит Дидье Троно. «Они показывают, что KZFP не просто приговаривают транспонируемые элементы к вечному молчанию, но придают им внушительный регуляторный потенциал в интересах нашего генома. Но наши выводы также подразумевают, что аномалии в завершении этого процесса фатально скомпрометируют самые ранние фазы эмбрионального развития человека. развитие ".