Они обнаружили, что это ограничение экспрессии не связано со степенью сходства их генных последовательностей. 6600 генов составляют примерно одну треть от общего набора генов, которые обычно активны в клетках тканей у обоих видов, независимо от типа клеток.
По словам исследователей, это исследование предоставляет новую информацию, которая и в дальнейшем поможет сделать мышь отличным модельным организмом для изучения болезней и биологии человека.«Мы обнаружили, что эволюция наложила чрезвычайно узкие ограничения на уровни экспрессии этих 6600 генов, и мы считаем, что это отражает важность этих конкретных генов для работы всех клеток во всех тканях двух видов», — сказал Гингерас, Руководитель функциональной геномики CSHL. «Эволюция говорит нам о том, что эти гены должны ограничивать вариабельность своей экспрессии независимо от типа клеток, в которых они экспрессируются — усиление вариабельности было бы очень пагубным для основного клеточного домашнего хозяйства.
Клеткам нужны эти гены, чтобы вести себя в относительно определенных условиях. узкий диапазон для правильной работы ".6600 генов, идентифицированных командой, эволюционировали у мышей и людей, чтобы продемонстрировать экспрессию, которая варьируется примерно в 100 раз, будь то, например, в ткани груди или ткани легких; будь то эпителиальная клетка или нервная клетка. Это сравнивается с оставшимися двумя третями экспрессируемых генов, которые способны изменять свою экспрессию в 100000-кратном диапазоне.
Гингерас и его сотрудники дополнительно обнаружили, что при сравнении шести очень разных видов животных, от кур до людей, все еще остается набор из 2500 общих генов, экспрессия которых резко ограничена в одном и том же узком диапазоне. Это показывает, что этот регуляторный механизм эволюционно очень стар и поэтому важен, говорят ученые.Эти результаты, опубликованные на biorxiv.org, являются частью большого объема исследований, опубликованных в нескольких научных журналах и представляющих последнюю работу проекта Mouse ENCODE. Этот международный консорциум, главным исследователем которого является Джингерас, также сообщает о результатах, опубликованных сегодня в четырех статьях в Nature.
В работе исследуются генетические и биохимические программы, участвующие в регуляции геномов мыши и человека.В то же время консорциум нашел убедительные ключи к разгадке того, почему определенные процессы и системы у мышей, такие как иммунная система, метаболизм и реакция на стресс, так отличаются от таковых у людей.
Основываясь на многолетних исследованиях мышей и регуляции генов, они разработали ресурс, который может помочь ученым лучше понять, как сходства и различия между мышами и людьми записаны в их геномах.Результаты, взятые в целом, могут предложить понимание регуляции генов и других систем, важных для биологии млекопитающих.
Они также предоставляют новую информацию для определения того, когда и в каких типах клеток и тканях мышь является подходящей моделью для изучения биологии человека и болезней, и могут помочь объяснить некоторые из ее ограничений. Это действительно один из выводов работы, о которой сообщают Джингерас и его коллеги в их новой статье.
Все недавно опубликованные результаты исследований взяты из проекта мыши ENCODE, который является расширением программы ENCODE (энциклопедия элементов ДНК) человека. ENCODE создает полный каталог функциональных элементов в геноме человека. К таким элементам относятся гены, кодирующие белки, гены, не кодирующие белки, и регуляторные элементы, которые контролируют, какие гены и когда включаются или выключаются.
Проекты ENCODE и mouseENCODE поддерживаются Национальным исследовательским институтом генома человека (NHGRI), входящим в состав Национальных институтов здравоохранения (NIH).«Мышь долгое время была основой моделей биологических исследований», — сказал директор NHGRI Эрик Грин, доктор медицинских наук. «Эти результаты предоставляют обширную информацию о том, как работает геном мыши, и фундамент, на котором ученые могут построить дальнейшее понимание биологии мыши и человека.
Сбор данных ENCODE мыши является чрезвычайно полезным ресурсом для исследовательского сообщества».Более десятка связанных исследований, основанных на данных MouseENCODE, также появятся или появятся в таких журналах, как Genome Research, Genome Biology, Nature Communications и Blood.