*
Древняя вирусная ДНК в нашем геноме — это вовсе не мусор: она помогает контролировать работу наших генов, особенно на ранних этапах жизни.
Международное научное исследование предполагает, что древние фрагменты вирусной ДНК, встроенные в человеческий геном и считавшиеся раньше бесполезным генетическим материалом («мусорной ДНК»), способны оказывать значительное воздействие на регуляцию активности генов. Ученые из Японии, Китая, Канады и США провели детальное исследование семейства ДНК-последовательностей MER11.
Они доказали, что эти элементы подвергались эволюции, оказывая влияние на работу генов преимущественно на ранних этапах развития человека.
По данным ScienceDaily, так называемые мобильные элементы (МЭ), представляющие собой повторы фрагментов ДНК, произошли от древних вирусов. Они занимают около половины нашего генома.
sciencedaily.com/releases/2025/07/250720034029.htm
Долгое время считалось, что подобные участки генома лишены функциональной значимости, но современные научные открытия свидетельствуют о том, что многие из них служат своего рода «регуляторными переключателями», управляющими работой соседних генов в конкретных типах клеток.
Особенность мобильных элементов заключается в их высокой повторяемости и схожести между отдельными элементами, что делает их идентификацию сложной задачей.
Особенно непросто изучать относительно недавно возникшие группы мобильных элементов, вроде MER11, поскольку существующие базы данных недостаточно хорошо отражают их разнообразие и характеристики.
Для решения проблемы ученые предложили новую стратегию анализа мобильных элементов.
Они отказались от традиционных инструментов аннотации и решили группировать последовательности MER11 согласно их происхождению и уровню сохранения среди различных видов приматов.
Новый подход позволил выявить четыре подгруппы внутри семейства MER11A/B/C — от MER11_G1 до G4. Предложенная классификация позволила обнаружить ранее неизвестные особенности функционирования мобильных элементов. Они отражают истинную регуляционную роль исследуемых элементов по сравнению с традиционными методами.
Ученые изучили семейство последовательностей MER11 и доказали, что эти элементы претерпели эволюционные изменения, воздействуя на активацию и подавление генов.
Экспериментальные данные подтвердили, что самое молодое подсемейство MER11_G4 проявляет наибольшую активность в контроле над генами.
Анализ также выявил специфический набор регуляторных мотивов, характерных исключительно для этого типа мобильного элемента.
Регуляторные мотивы представляют собой короткие участки ДНК, служащие местами привязывания специальных белков — транскрипционных факторов, регулирующих активацию генов. По мнению ученых, эти мотивы могут изменять реакцию генов на внешние факторы и процессы клеточного развития.
Исследование также показало, что последовательности гена MER11_G4 у разных видов приматов претерпели ряд изменений, отличающихся друг от друга. Например, у людей и шимпанзе появились мутации, усиливающие регуляторную активность в стволовых клетках.
Таким образом, проведенное исследование демонстрирует механизм превращения некогда считавшихся мусорными элементов ДНК в важные компоненты биологической регуляции. Выявление путей эволюции этих элементов и прямое тестирование их функций помогает объяснить, каким образом древнейшая вирусная ДНК оказалась вовлеченной в управление деятельностью генов у приматов.
**
A new international study suggests that ancient viral DNA embedded in our genome, which were long dismissed as genetic "junk," may actually play powerful roles in regulating gene expression. Focusing on a family of sequences called MER11, researchers from Japan, China, Canada, and the US have shown that these elements have evolved to influence how genes turn on and off, particularly in early human development.
Transposable elements (TEs) are repetitive DNA sequences in the genome that originated from ancient viruses. Over millions of years, they spread throughout the genome via copy-and-paste mechanisms. Today, TEs make up nearly half of the human genome. While they were once thought to serve no useful function, recent research has found that some of them act like "genetic switches," controlling the activity of nearby genes in specific cell types.
However, because TEs are highly repetitive and often nearly identical in sequence, they can be difficult to study. In particular, younger TE families like MER11 have been poorly categorized in existing genomic databases, limiting our ability to understand their role.
To overcome this, the researchers developed a new method for classifying TEs. Instead of using standard annotation tools, they grouped MER11 sequences based on their evolutionary relationships and how well they were conserved in the primate genomes. This new approach allowed them to divide MER11A/B/C into four distinct subfamilies, namely, MER11_G1 through G4, ranging from oldest to youngest.
This new classification revealed previously hidden patterns of gene regulatory potential. The researchers compared the new MER11 subfamilies to various epigenetic markers, which are chemical tags on DNA and associated proteins that influence gene activity. This showed that this new classification aligned more closely with actual regulatory function compared with previous methods.
To directly test whether MER11 sequences can control gene expression, the team used a technique called lentiMPRA (lentiviral massively parallel reporter assay). This method allows thousands of DNA sequences to be tested at once by inserting them into cells and measuring how much each one boosts gene activity. The researchers applied this method to nearly 7000 MER11 sequences from humans and other primates, and measured their effects in human stem cells and early-stage neural cells.
Ранее также генетики расшифровали ДНК загадочного «ледяного человека».
Возможно, имелся в виду генетический код — единая система «записи» наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот в виде последовательности нуклеотидов, свойственная всем живым организмам.
sb.by
Исследования древней ДНК позволяют получать сведения о вымерших организмах, их популяциях и эволюции. С помощью таких исследований, например, устанавливают личность умершего человека, используя в качестве эталона сравнения образцы генома его потомков.
antropogenez.rusb.by
Некоторые факты о древней ДНК:
- В 2022 году из отложений Гренландии извлекли генетический материал возрастом в два миллиона лет, который считается самой древней ДНК, обнаруженной на сегодняшний день.
- Самая древняя ДНК, секвенированная по физическим образцам, обнаружена в коренных зубах мамонта в Сибири возрастом более 1 миллиона лет.
- Самая старая ДНК представителя рода Homo — фрагмент генетического кода предка неандертальцев (гейдельбергского человека) возрастом 400 тысяч лет, обнаруженный в испанской пещере Сима-де-лос-Уэсос