ENCODE

ENCODE on DNA-elementide entsüklopeedia. Encode käivitati 2003. aastal, et tuvastada kõik inimese genoomi funktsionaalsed elemendid (töötavad bitid). Selle tööga tegeles üle 400 teadlase 32 laboris USAs, Ühendkuningriigis, Hispaanias, Singapuris ja Jaapanis. Nende tulemused avaldati 30 avatud juurdepääsuga artiklis kolmes ajakirjas: Nature, Genome Biology ja Genome Research. Tegemist on seni kõige üksikasjalikuma inimgenoomi analüüsiga.

Lihtsustatud ülevaade nende peamistest järeldustest on järgmine:

Ainult 1% genoomist kodeerib valke. See on umbes 21 000 geeni.
70 000 järjestuse kood on "promootorpiirkondade" kood. Need asuvad geenide ees, kus valgud seonduvad, et kontrollida geeniekspressiooni.
On umbes 400 000 "võimendaja" piirkonda, mis reguleerivad kaugel asuvaid geene.
Seal on neli miljonit geeni "lülitit". Need on DNA järjestused, mis kontrollivad, millal geenid sisse või välja lülitatakse. Sageli asuvad nad genoomil kaugel geenist, mida nad kontrollivad.
Umbes 80% genoomis on kindel biokeemiline funktsioon. Arusaam, et suurem osa DNA-st on "rämps-DNA", on kindlasti vale. "Suurem osa inimese genoomist ei kodeeri valke ja seni ei tundunud sisaldavat määratletud geenireguleerivaid elemente. Miks peaks evolutsioon säilitama suures koguses "kasutut" DNA-d, oli jäänud mõistatuseks ja tundus raiskamine. Siiski selgub, et selle DNA säilitamiseks on head põhjused. ENCODE-projekti tulemused näitavad, et enamik neist DNA-paaridest sisaldab piirkondi, mis seovad valke ja RNA-molekule, viies need positsioonidesse, kust nad teevad koostööd, et reguleerida valku kodeerivate geenide funktsiooni ja ekspressiooni taset."
Evolutsiooni põhjustavad muutused nii valke kodeerivates geenides kui ka DNAs, mis kodeerib regulatiivset kontrolli.

"Evolutsioonibioloogia üks suuri väljakutseid on mõista, kuidas erinevused liikide DNA järjestuses määravad erinevused nende fenotüüpides. Evolutsioonilised muutused võivad toimuda nii valke kodeerivate järjestuste muutuste kui ka geenide regulatsiooni muutvate järjestuste kaudu".

Töös kasutati järgmisi meetodeid:

Nad isoleerisid ja sekveneerisid genoomist transkribeeritud RNA.
Nad tuvastasid sidumiskohad umbes 120 transkriptsioonitootele.
Nad uurisid histoonide keemiliste modifikatsioonide mustreid. Selle eesmärk oli leida piirkonnad, kus geeniekspressiooni suurendatakse või pärsitakse.
Nad tegid 1648 katset 147 rakutüübiga.

Selle tööga seotud uudised on järgmised:

Küsimused ja vastused

K: Mis on ENCODE?

V: ENCODE tähendab DNA-elementide entsüklopeediat. See käivitati 2003. aastal, et tuvastada kõik inimese genoomi funktsionaalsed elemendid (töötavad bitid).

K: Kes viis ENCODE töö läbi?

V: Tööga tegeles üle 400 teadlase 32 laboris USAs, Ühendkuningriigis, Hispaanias, Singapuris ja Jaapanis.

K: Mida nad inimese genoomi kohta teada said?

V: Nad leidsid, et ainult 1% genoomist kodeerib valke, mis on umbes 21 000 geeni. Lisaks avastasid nad 70 000 järjestust, mis kodeerivad geenidele eelnevaid promootorpiirkondi, kus valgud seonduvad geeniekspressiooni kontrollimiseks; 400 000 võimendaja piirkonda, mis reguleerivad kaugemal asuvaid geene; ja neli miljonit geenilülitit, mis on DNA järjestused, mis kontrollivad geenide sisse- ja väljalülitamist. Lisaks sellele on kindlaks tehtud, et 80% genoomist omab kindlat biokeemilist funktsiooni.

K: Kuidas nad oma uuringuid läbi viisid?

V: Kasutatud meetodid hõlmasid genoomist transkribeeritud RNA isoleerimist ja sekveneerimist; transkriptsioonitoodete sidumiskohtade tuvastamist; histoonide keemiliste modifikatsioonide mustrite uurimist, et leida piirkonnad, kus geeniekspressiooni suurendatakse või pärsitakse; ning 1648 katse läbiviimist 147 rakutüübiga.

K: Mida need uuringud näitavad evolutsiooni kohta?

V: Need uuringud näitavad, et evolutsiooni põhjustavad nii muutused valke kodeerivates geenides kui ka muutused DNA-s, mis kodeerivad regulatiivset kontrolli. Samuti näitab see, et evolutsioonilised muutused võivad toimuda nii geenide reguleerimist muutvate järjestuse muutuste kui ka valke kodeerivate järjestuste muutuste kaudu.

K: Kus avaldati nende tulemused?

V: Nende tulemused avaldati 30 avatud juurdepääsuga artiklis kolmes ajakirjas - Nature, Genome Biology ja Genome Research.