Гибриды человека и растений подтвердили: значительная часть ДНК работает как «случайный шум»

Исследователи из Оклендского университета (Новая Зеландия) провели серию экспериментов с гибридными клеточными структурами, интегрировав в человеческие клетки крупные сегменты ДНК резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana). Это растение из семейства капустных является классическим объектом генетических изысканий благодаря своему лаконичному геному и стремительному циклу развития.

Полученные данные свидетельствуют о том, что уровень активности растительной ДНК, являющейся для человеческой клетки по сути чужеродным и случайным набором данных, лишь незначительно уступает показателям собственных некодирующих участков генома человека.

Ключевая задача ДНК заключается в хранении инструкций для синтеза белков, однако на долю таких «рецептов» приходится всего 1,2% человеческого генома. Роль оставшегося массива данных остается предметом многолетней научной полемики. В 2012 году участники масштабного проекта ENCODE заявили, что функциональная активность характерна для более чем 80% генома, что фактически ставило под сомнение саму концепцию существования «мусорной ДНК».

Новая научная работа подвергает эти выводы сомнению. Специалисты сопоставили количество точек инициации транскрипции (процесса копирования ДНК в РНК) на каждую тысячу пар оснований в некодирующих зонах. Выяснилось, что интенсивность процессов в растительной ДНК достигает 80% от уровня активности аналогичных участков человеческого генома.

«Столь высокую активность проще всего трактовать как обычный фоновый шум, — поясняет Бретт Эйди, представляющий Оклендский университет. — Это наблюдение вполне согласуется с классической теорией о бесполезности значительной части генома».

Профессор Крис Понтинг из Эдинбургского университета подчеркнул, что данное исследование наглядно демонстрирует высокую степень «шумности» фундаментальных биологических механизмов. Дэн Граур из Хьюстонского университета добавил, что результаты лишь подтверждают очевидный факт: подавляющая часть человеческого генома представляет собой биологический балласт.

На текущий момент ученые не могут однозначно объяснить, почему человеческая ДНК проявляет на 25% больше активности, чем внедренная растительная. Предполагается, что некоторые молекулы РНК, синтезируемые в этих зонах, всё же могут обладать функциональной значимостью. В настоящее время исследователи применяют алгоритмы машинного обучения, чтобы научиться четко отделять важные генетические сигналы от хаотичного информационного шума.

Источник: iXBT