Dublarea „ADN-ului nedorit” ne ajută să ne facem oameni

ORLANDO — Dublarea anumitor ADN poate să fi ajutat să-i facă pe oameni umani – inclusiv dându-ne boli unice umane.

ADN-ul care nu produce proteine ​​poate fi deosebit de important pentru crearea diferențelor între oameni și alte primate, a raportat biochimistul Paulina Carmona-Mora, pe 18 octombrie, la reuniunea anuală a Societății Americane de Genetică Umană.

Carmona-Mora și colegii din laboratorul lui Megan Dennis de la Universitatea din California, Davis au identificat părți din întregul set de instrucțiuni genetice ale oamenilor, sau genom, care sunt duplicate la oameni, dar nu și la alte primate. Multe dintre aceste regiuni duplicate se suprapun unor părți ale genomului implicate în multe boli și tulburări psihiatrice, cum ar fi schizofrenia, a spus Carmona-Mora.

Dennis și alți cercetători au descoperit că unele gene duplicate doar la oameni sunt implicate în dezvoltarea creierului și pot explica creierul mai mare al omului (SN: 21.3.15, str. 16; SN: 11/5/11, str. 9). Carmona-Mora s-a concentrat asupra spațiului dintre gene – o parte a genomului considerată odată „ADN nedorit”, deoarece nu codifică proteine. Departe de a fi un gunoaie, este locul unde se află comutatoarele moleculare care ajută la controlul activității genelor. Carmona-Mora și colegii săi au descoperit 80 de regiuni în care doar oamenii au ADN duplicat. Fiecare copie este identică în proporție de 98% sau mai mult cu copia originală. Și unele regiuni au fost copiate de mai multe ori.

Astfel de regiuni repetitive sunt de obicei ignorate pentru că sunt atât de greu de deosebit, spune Rajiv McCoy, genetician evoluționist la Universitatea Princeton. Carmona-Mora și colegii au dovezi preliminare că ar putea exista o biologie importantă în acele regiuni trecute cu vederea, a spus el.

În cadrul regiunilor duplicat, Carmona-Mora și colegii ei au descoperit multe comutatoare, cunoscute sub numele de amplificatori, importante pentru controlul activității genelor. Unii amplificatori par să controleze genele atât în ​​interiorul, cât și în afara regiunilor duplicate, a spus ea. Iar comutatoarele pot fie să crească, fie să scadă activitatea genelor pe care le reglează.

De exemplu, cercetătorii au descoperit că o genă a sistemului imunitar numit DUSP22A pe cromozomul 6 a fost duplicat, dar copia sa, DUSP22Beste localizat pe cromozomul 16. Carmona-Mora a găsit mulți potențiatori despre care se crede că controlează DUSP22AActivitatea lui poate guverna de fapt copia B. Duplicatul poate veni în două până la cinci copii, iar oamenii pot diferi în ceea ce privește numărul de copii pe care le dețin. Consecințele mai multor copii nu sunt nici ele cunoscute.

O altă regiune dublată conține amplificatori care activează unele gene din cerebel, o parte a creierului care coordonează mișcarea, vorbirea și îndeplinește alte funcții importante. Cercetătorii nu cunosc încă toate genele pe care potențatorii le pot controla.

Unele dovezi sugerează că amplificatorii duplicați pot ajuta la controlul genelor importante în alte părți ale creierului. Ștergerile care elimină unii dintre acești potențiatori au fost legate de schizofrenie, autism, dizabilități intelectuale și alte tulburări care implică creierul, a spus Carmona-Mora.

„Ceea ce ne face oameni ne face și predispuși la boli”, a spus ea.

Motivul este că duplicarea ADN-ului poate face genomul mai fragil în regiunea duplicată, spune McCoy. ADN-ul repetitiv poate forma bucle care sunt tăiate din genom, eliminând ADN-ul original și copiile.