Cercetătorii fac puțină lumină în cazul materiei negre biologice

0

Biologii au studiat funcționalitatea unei categorii de gene puțin studiate, care produce molecule lungi de ARN non-codate, mai degrabă decât proteine. Unele dintre aceste gene au fost conservate de-a lungul evoluției și sunt prezente în 11 specii diferite, de la om la broaște. Cercetarea a fost condusă la University of Lausanne, în parteneriat cu EPFL și the Swiss Institute of Bioinformatics (SIB -SIB). Studiul a fost publicat în revista Nature.

Rolul ”clasic” al genelor este acela de a produce proteine, care sunt esențiale pentru funcționarea celulelor. , Totuși, genomul nostru codează și gene care produc ARN lung non-codat, ale cărei funcțiuni sunt misterioase. Totuși, de acum patru sau cinci ani știm că sunt prezente câteva mii dintre aceste gene, care sunt foarte puțin înțelese, în genomul uman și în cel al șoarecilor. Cum și în ce organ sunt ele activate? Este această ”materie neagră” biologică mult zgomot pentru nimic sau există ceva cu adevărat interesant legat de ele?

O echipă condusă de Profesor Henrik Kaessmann de la UNIL’s Center for Integrative Genomics (CIG) a compilat un adevărat catalog de ARN lung non-codat în 11 specii. Adoptând o abordare revoluționară, ei au descoperit în jur de 2.500 de ARN-uri lungi non-codate ce au apărut acum 90 de milioane de ani în strămoșul comun al majorității mamiferelor placentare. Din punct de vedere funcțional, aceste gene ”arhaice” au devenit destul de interesante.

Autoarea principală a articolului din Nature, Anamaria Necsulea, om de știință la the Laboratory of developmental genomics of EPFL, a extins investigația asupra acestor ARN lungi non-codate la șase specii de primate (om, macac, cimpanzeu, bonobo, gorilă și urangutan) și la șoarece, oposum (un mamifer marsupial), platipus (un mamifer monotrem care face ouă și își crește puii cu lapte) dar și la un ”grup ”extern” compus dintr-o pasăre (găină) și un amfibian (broască). Strămoșul comun al acestor specii are mai bine de 350 de milioane de ani.

Gene menținute în timpul evoluției

Biologii au folosit platforma genetică CIG si centrul de calcul Vital-IT din cadrul the Swiss Institute of Bioinformatics pentru a identifica ARN-urile lungi non-codate din mai multe organe majore din cele 11 specii din studiu. ”Mulțumită bioinformaticii am descoperit secvențe ARN produse în genoame din locații unde nu am cartografiat până acum”, a declarat ea. ”Am analizat apoi aceste gene pentru a descoperi daca ele codifică sau nu proteine. De aceea, am putetu identifica între 3.000 și 15.000 gene ARN lungi non-codate, în funcție de specie”.

În cea de-a doua etapă a cercetării, o comparație între specii diferite le-a permis oamenilor de știință să descopere apariția acestor gene în istoria evoluției. În timp ce 11.000 de ARN-uri lungi non-codate sunt comune tuturor primatelor, 2.500 dintre ele aparțin unui strămoș comun omului și șoarecelui, cu aproximativ 90 de milioane de ani în urmă. Doar o sută de gene de acest tip se nasc dintr-un strămoș comun tuturo celor 11 specii luate în vizor de studiu, inclusiv păsărilor și amfibienilor. ”Una dintre cele mai importante descoperiri este faptul că activitatea acestor gene non-codante este conrolată de aceiași factori de traducere ce reglează activitatea genelor ce codează proteine. Chiar și mai uimitor de atât, am descoperit că 2.500 dintre cele mai vechi gene ARN lungi non-codate sunt reglate de factori ce sunt importanți în dezvoltarea embrionară. Acest fapt sugerează că  printre cele 2.500 ARN-uri conservate de-a lungul evoluției mamiferelor placentare, o mare proporție poate funcționa în mod specific în procesul de dezvoltare embrionare”.

O nouă rețea de interacțiuni

A treia fază a cercetării a permis oamenilor de știință să scoată la iveală o rețea de interacțiuni (în mod specific interacțiuni de expresie dublă, adică: genele sunt activate în aceleași organe sau tipuri de celule) ce implică atât ARN-uri lungi non-codate și gene ce codează proteine. De exemplu, ei au descoperit că unele gene non-codante sunt puternic asociate cu genele ce codează proteine ce sunt implicate în funcționarea creierului sau în spermatogeneză, ceea ce sugerează funcții similare pentru aceste gene lungi non-codate.

În cazul genei H19X – una dintre cele mai vechi gene ARN lungi non-codante identificate în studiu – asocierea sa cu genele H19 a mamiferelor placentare (care a ost prima genă ARN lungă non-codantă identificată cu ani în urmă) a ajutat la descoperirea funcționării sale. ”H19 previne creșterea excesivă a placentei în interiorul pântecului mamei”, a declarat Anamaria Necsulea. ”Putem să bănuim că H19X contribuie și ea la această funcție. Acum plănuim să dezactivăm această genă la șoareci pentru a testa funcțiile sale în cazul placentei”.

Există în categoria de gene ce produc ARN, sunt aceste gene ARN lungi mai utile decât părea la început? Căutându-le în 11 specii diferite, acest nou studiu de o scara nemaiîntâlnită până acum, sugerează că unele dintre genoamele de ”materie neagră” ar putea juca un rol în dezvoltarea și funcționarea celor mai vitle organe din corp. Viitoare experimente vor clarifica și mai mult rolul acestor gene care abia încep să își dezvăluie secretele.

sursa: https://phys.org/news/2014-01-scientists-biological-dark.htmlAflă cum să scapi de oboseală și să-ți crești nivelul de vitalitate

Share.

About Author

Razvan este arhitect, ca si formare, un spirit-ghid, ca si chemare.

Leave A Reply

Citește articolul precedent:
Contemplația mișcării

Dacă urmezi contemplația mișcării și a timpului, dacă explorezi natura timpului și a mișcării, dacă realizezi în paralel natura neschimbătoare...

Închide