Благодаря новейшим биоинформатическим методам ученым удалось заглянуть внутрь участков ДНК, кодирующих РНК рибосом, и понять, как их структура влияет на человеческий организм.
Производство абсолютно всех белков в организме человека зависит от рибосомальных РНК (рРНК), без которых невозможно существование рибосом. Для удовлетворения этой высокой потребности все четыре рРНК (28S, 18S, 5.8S и 5S) кодируются многочисленными копиями генов. Причем гены самой маленькой из них (5S) находятся в одном высокоповторяющемся локусе на хромосоме 1, а остальные три рРНК собраны в единые транскрипты, которые кодируются в повторяющихся массивах рибосомальной ДНК (рДНК), расположенных на коротких плечах пяти хромосом: 13 (RNR1), 14 (RNR2), 15 (RNR3), 21 (RNR4) и 22 (RNR5). Долгое время ученые считали, что рибосомы в пределах одного вида более или менее идентичны, однако недавно стало очевидно, что рДНК может значительно различаться не только между видами, но даже от одного человека к другому.
Мультикопийная природа рДНК делает ее непригодной для стандартных исследований. Более того, большинство методов изучения ДНК и РНК были разработаны таким образом, чтобы полностью игнорировать ее. Количество копий значительно варьируется у разных людей, составляя от 200 до 600 копий на один диплоидный геном. Эти копии не идентичны: в них встречаются однонуклеотидные замены и инсерции/делеции. Для описания рДНК ученые ввели понятие «внутригеномная частота варианта» — это доля копий, несущих конкретный генетический вариант, у одного человека. Ученым удалось разработать специализированный вычислительный метод для измерения этого показателя.
Чтобы увидеть, как эти вариации рДНК влияют на организм, исследователи проанализировали 419 признаков (включая рост, вес и маркеры крови) у 300 000 неродственных людей. Они также использовали двумерное структурное моделирование, чтобы предсказать, изменяет ли вариация рДНК физическую форму рибосомы. Оказалось, что изменения в высоковариабельной области ES15L 28S рРНК влияют на форму и активность рибосом, а также тесно связаны с ростом и весом человека, в том числе с массой тела при рождении.
Таким образом, ученые много лет упускали из виду важный источник генетической изменчивости и гетерогенности человеческой популяции. Анализ рДНК — это новое перспективное направление в изучении предрасположенности к метаболическим нарушениям и особенностям физического развития.
Источник: Rodriguez-Algarra F. et al. Germline sequence variation within the ribosomal DNA is associated with human complex traits. Cell Genomics (2026). DOI: 10.1016/j.xgen.2026.101213