Oktober 2012: „Junk DNA“ ist kein Junk

DNA ist die Abkürzung für Desoxyribonukleinsäure, die in Chromatinen angeordnet ist, in denen die DNA durch Proteine ​​strukturell verdichtet ist. Die DNA trägt genetische Informationen aller bekannten lebenden Organismen, einschließlich des Menschen. Der Fluss genetischer Informationen besteht darin, dass DNA mithilfe von Transkriptionsfaktoren in RNA umgeschrieben (Transkription) und dann in Proteine ​​(Translation) übersetzt wird, bei denen es sich um Hormone, Enzyme, Strukturbestandteile von Zellen usw. handeln kann. Im Jahr 2003 entstand das Nationale Humangenom Das Forschungsinstitut hat das Projekt ECODE (Encyclopedia of DNA Elements) ins Leben gerufen, bei dem es sich um ein öffentliches Forschungskonsortium handelt. Ziel dieses Projekts ist es, die funktionellen Elemente im menschlichen Genom zu verstehen. Eine Pilotstudie des ENCODE-Projekts identifizierte und charakterisierte 1 % des menschlichen Genoms. Mit dem Erfolg der Pilotstudie wurde das ENCODE-Projekt auf die Analyse des gesamten menschlichen Genoms ausgeweitet.

„Junk-DNA“ sind Teile einer Genomsequenz, für die keine erkennbare Funktion identifiziert wurde. Doch letzte Woche besuchte ich einen Immunologie-Journalclub und erfuhr, dass „Junk-DNA“ nicht nutzlos ist. Der vorgestellte Artikel wurde veröffentlicht von Natur (ENCODE-Projekt), das diese nicht-kodierenden Regionen der DNA-Kontrollgentranskription wie den „EIN/AUS“-Schalter der Gene aufdeckte. Die Autoren kartierten zunächst die Stellen, die am empfindlichsten auf die Spaltung durch ein Enzym namens DNase I reagieren. Diese DNase I-überempfindlichen Stellen (DHS) korrelieren mit den Faktoren, an die die regulatorische Transkription binden würde. Dann zeigten sie, dass diese DHS weit entfernt von den kodierenden Regionen liegen. Anstelle des Dogmas, dass die Zugänglichkeit von Chromatin und die DNA-Methylierung die Zugänglichkeit von Transkriptionsfaktoren steuern, schlugen die Autoren vor, dass Transkriptionsfaktoren die Zugänglichkeit von Chromatin steuern, die umgekehrt mit der DNA-Methylierung korreliert. Schließlich lieferte diese Arbeit neue Erkenntnisse über die nichtkodierenden Regionen des menschlichen Genoms, die sie als regulatorische Regionen identifizierten.

Das ENCODE-Projekt könnte das Verständnis biologischer Prozesse und Krankheitszustände erleichtern, indem es Erkenntnisse darüber liefert, wie Proteine ​​mit DNA interagieren, um die Genexpression zu regulieren. Ich denke, dass dieses Projekt noch einen langen Weg vor sich hat, da es nur die Spitze des Eisbergs ist. Ich denke, das menschliche Genom muss noch viel erforscht werden und Wissenschaftler auf der ganzen Welt beginnen, die Funktion der verschiedenen Regionen des menschlichen Genoms zu entdecken und aufzudecken.

Referenz: Nature 2012 489(7414):75-82

Von Vicki Cheng