Ученые предложили новый взгляд на развитие эмбрионов
Международная команда ученых при участии сотрудников факультета компьютерных наук НИУ ВШЭ обнаружила новый механизм регуляции генов, в котором ведущую роль играет микроРНК. Участки ДНК, на которые нацелены эти микроРНК, присутствуют в генах, определяющих эмбриональное развитие. Исследование позволяет лучше понять механизмы, ответственные за разнообразие генетических программ в сложных многоклеточных организмах.
Статья с результатами опубликована в журнале IJMS. Живые организмы растут и развиваются на протяжении всей своей жизни. Важную роль в этом процессе играет регуляция генов. Она контролирует активацию (экспрессию) и деактивацию (репрессию) генов в клетке. Эти процессы позволяют клеткам адаптироваться к изменениям во внешней среде, а также контролировать свой рост, развитие и функционирование.
Традиционно ученые изучают регуляцию генов одноклеточных живых организмов (прокариот) во взаимосвязи с оперонами — группой генов, которая регулируется взаимодействиями белков с ДНК. У более сложных организмов, таких как животные и растения (эукариоты), регуляция генов сложнее и включает множество механизмов на разных уровнях — от взаимодействия транскрипционных факторов с ДНК до контроля синтеза и активности белков.
В регуляции генов эукариот также большую роль играют микроРНК. Ученые сконцентрировались на микроРНК, которые имеют высокую степень консервативности, то есть не изменили свою функцию и последовательность в течение длительного эволюционного периода и среди разных видов организмов. Наличие консервативных микроРНК у разных видов многоклеточных животных (Metazoa) указывает на их фундаментальную роль в процессах регуляции генов и развития организмов, поэтому для исследования выбрали именно их.
Исследователи проследили взаимодействие микроРНК с флипонами — участками ДНК, которые могут менять свою структуру, запускать или выключать работу генов. Такие флипоны присутствуют в промоторах генов — специальных участках ДНК, которые расположены перед началом гена и определяют, где и когда ген будет преобразовываться. Ученые сконцентрировались на промоторах именно тех генов, которые играют ключевую роль в эмбриональном развитии.
В ходе исследования обнаружилось, что микроРНК способны регулировать геном путем изменения структуры флипонов. До этого считалось, что два механизма — регуляция генов с помощью микроРНК и изменение структуры ДНК флипонами — изолированы друг от друга. Ученые показали, что они взаимосвязаны и могут работать вместе, влияя на процессы эмбрионального развития. Их взаимодействие позволяет быстрее и эффективнее адаптироваться к изменениям в окружающей среде, так как микроРНК могут эволюционировать быстрее, чем белки.
«Механизм действия микроРНК и флипонов на уровне эмбриона — своеобразный микрокод, который, подобно компьютерной загрузочной программе, устанавливается в первую очередь, чтобы потом загрузить и установить полную операционную систему», — объясняет один из авторов статьи, заведующая Международной лабораторией биоинформатики НИУ ВШЭ Мария Попцова.
Это открытие дает новое понимание того, как регуляция генов происходит в многоклеточных организмах и влияет на эмбриональное развитие. Полученные исследователями результаты имеют высокую статистическую значимость, превышающую порог в пять стандартных отклонений, установленный для открытий в физических науках, что необычно для биологических наук.
«Дополнительные исследования могут расширить наше понимание того, как совместное действие микроРНК и флипонов приводит к точной и динамической регуляции генов на разных этапах эмбрионального развития. Это может привести к открытию новых молекулярных механизмов, ответственных за разнообразие генетических программ и их координацию в сложных многоклеточных организмах», — резюмирует Мария Попцова.
Telegram 
Дзен 
VK Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Нуклеосомы — основные «катушки» упаковки ДНК — почти всегда находятся в искаженном состоянии, а не в аккуратной и стабильной форме, как считалось десятилетиями. Именно через такие микроскопические изменения, как выяснили ученые, клетка регулирует работу генов — а значит, управляет развитием, реакцией на внешние раздражители и даже возникновением болезней.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно