Forskere har fundet tusindvis af ukendte DNA-sekvenser i pattedyrenes arvemasse

En kolossal sammenlignende undersøgelse af genomerne fra 29 pattedyrarter kan føre til en revision af principperne for funktion og organisering af det menneskelige genom. Forskere har formået direkte at se genetisk "mørkt stof", hvis eksistens længe har været mistænkt. Tidligere undersøgelser, der sammenlignede menneskeligt og muse-DNA, konkluderede indirekte, at der findes et betydeligt antal regulatoriske sekvenser, der ikke selv koder for proteiner, men kontrollerer aktiviteten af andre gener. Men i modsætning til de allerede kendte og karakteriserede regulatorer forblev deres eksistens i hypotesernes verden. Derfor blev de kaldt "mørkt stof": det må være et sted, men ingen har været i stand til at se det.

Et forskerhold fra Massachusetts Institute of Technology (USA) lykkedes sammen med kolleger fra andre videnskabelige centre i verden med dette. I fem år var de engageret i at sekventere og sammenligne genomerne fra 29 placentale pattedyr, herunder mennesker, elefanter, kaniner, flagermus osv. For tyve af dem blev den genomiske DNA-sekvens opnået for første gang. Først og fremmest var forskerne interesserede i de sekvenser, der ændrede sig lidt fra art til art. Det var den høje konservatisme i sådanne regioner, der fik dem til at mistænke regulatoriske sekvenser.

Og her er resultatet: 10.000 stærkt konserverede sekvenser blev fundet, der direkte påvirker genaktivitet, og mere end 1.000, der tjener som grundlag for syntesen af regulatoriske RNA'er med en kompleks struktur. Forskere fandt også 2,7 millioner steder - potentielle mål for interaktion med transkriptionsfaktorer, der bestemmer, hvor og hvornår et gen skal virke. Derudover blev der fundet 4.000 nye kodende sekvenser med information om proteiner. Det skal siges, at selvom det menneskelige genom er blevet fuldstændigt læst, forbliver funktionerne af mange DNA-sekvenser uklare. Når man kun beskæftiger sig med ét genom, er det næsten umuligt at sige, hvilket sted i sig selv koder for et protein, og hvilket der udfører en regulatorisk funktion. Men sammenlignet med andre genomer er en sådan opgave ret løsbar.

Forskere har været i stand til at spore pattedyrs udvikling over 100 millioner år på molekylært niveau. Organismens tilpasning til skiftende miljøforhold afspejles i transformationer i genomreguleringen, i mængden og aktiviteten af netop det "mørke stof" (som ikke længere er så "mørkt"). For eksempel er det nu muligt at finde ud af, hvilke gener der skabte en abe til et menneske. Tidligere var der omkring 200 af dem; nogle af dem var ansvarlige for hjernens udvikling og lemmernes struktur. I dag er antallet af sådanne sekvenser i DNA steget til 1.000.

Medicinen skal også stå over for nye tider. Et stort antal sygdomme er direkte forbundet med mutationer i DNA'ets kodende region: disse mutationer beskadiger selve proteinernes struktur. Men endnu flere sygdomme skyldes forstyrrelser i reguleringen af genaktivitet - når proteiner begynder at blive syntetiseret, hvor de ikke burde, eller ikke hvor de burde, eller ikke i de mængder, der er nødvendige. Så nu, med et nyt, detaljeret og udvidet kort over regulatoriske elementer i genomet, vil det være muligt at bestemme den sande årsag til mange, mange sygdomme.