Создан первый искусственный транспозон
Неактивные остатки транспозонов («прыгающих генов») встречаются в геномах как растений, так и животных, в том числе человека. В настоящее время ученые предпринимают попытки создания из этих фрагментов активных транспозонов для последующего использования при изучении функций генов.
Исследователям Центра молекулярной медицины Макса Дельбрюка (Берлин-Бух, Германия) удалось реконструировать первый активный транспозон суперсемейства транспозонов Харбингера. В лабораторных экспериментах на человеческих клетках синтетический «прыгающий ген» продемонстрировал способность к транспозиции по принципу «вырезание и вставка», что указывает на перспективность его использования в качестве экспериментальной системы для изучения функционирования генов человека.
Транспозоны составляют около 50% человеческого генома. Они являются молекулярными паразитами, своего рода «блохами», живущими в геноме организма, а не на его спине. Они прыгают, передвигаются и размножаются в клетках хозяина, без которого их существование невозможно. В большинстве случаев транспозоны не выполняют в человеческом геноме никаких функций, однако они не абсолютно бесполезны. В природных условиях встраивание транспозона иногда приводит к появлению полезных с точки зрения эволюции признаков, и такие новые гены могут закрепляться в геноме потомков мутантной особи. Согласно современным данным, считается, что более 100 активных генов человеческого организма, в том числе несколько генов, ассоциированных с иммунной системой, являются видоизмененными транспозонами.
Для реконструкции активного транспозона ученые сравнили ДНК различных неактивных транспозонов суперсемейства Харбингера (одного из наиболее крупных семейств транспозонов). На основе анализа этих последовательностей они сконструировали искусственный прыгающий ген. По словам авторов, им очень повезло, т.к. первый же эксперимент оказался удачным.
В лабораторных условиях исследователи встраивали транспозон в геном человеческих клеток с помощью «генного шаттла». В этой методике в качестве вектора (переносчика) обычно используются плазмиды, способные функционировать в организмах разных хозяев – например, в бактериальных и эукариотических клетках. Посредством механизма «вырезание и вставка» транспозон высвобождается из носителя и встраивается в геном клетки. Если при этом он нарушает последовательность какого-либо важного гена, соответственно, нарушаются и зависящие от него клеточные процессы, что позволяет ученым делать выводы о функциях, выполняемых данным геном.
С помощью компьютерного анализа авторы обнаружили два новых элемента, относящихся к суперсемейству Харбингера. В рамках нового проекта они планируют выяснить роль, выполняемую этими фрагментами ДНК в организме человека.
Со временем специалисты надеются использовать транспозоны в генной терапии. С помощью транспозонов интактные копии генов можно будет встраивать в геном пациента с целью замещения дефектных генов. Однако работать над этим предстоит еще очень много, т.к. транспозоны встраиваются в геном случайным образом, что совершенно неприемлемо для терапевтических целей.
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам ScienceDaily
21.03.2008