Биотехнологии Российские ученые впервые составили карту особых «переключателей» в ДНК Исследователи из Высшей школы экономики в составе международной команды впервые составили полную карту нестабильных структур ДНК — квадруплексов. Эти «переключатели» играют важную роль в регуляции активности генов как в здоровых, так и в раковых клетках. Автор Наука Mail Исследователи из НИУ ВШЭ и других стран впервые составили полную карту квадруплексов ДНКИсточник: Freepik Международный коллектив ученых, включающий специалистов из НИУ ВШЭ, создали первую полногеномную карту так называемых квадруплексов. Эти нестабильные структуры, формирующиеся на основе гуанина, существуют недолго, но служат важными ориентирами для белков, управляющих работой генов. До сих пор экспериментальные методы не позволяли зафиксировать полную картину их расположения в геноме из-за их динамической природы. Для решения этой проблемы ученые применили методы искусственного интеллекта. Они дообучили языковую модель DNABERT на крупнейшей базе данных EndoQuad, получив инструмент GQ-DNABERT, способный предсказывать образование квадруплексов по последовательности ДНК с учетом контекста окружения. Этот подход позволил выявить около 360 тысяч потенциальных квадруплексов, значительно превосходя по охвату традиционные методы. Анализ показал, что данные структуры часто формируются не случайно, а в строго определенных функциональных зонах. Они активно возникают не только в промоторах, участках, запускающих считывание генов, но и в соседних энхансерах, которые усиливают этот процесс. Некоторые участки нити ДНК способны расплетаться, изгибаться и образовывать небольшой узелИсточник: Freepik Ключевым открытием стало обнаружение пар квадруплексов, работающих в тандеме: один расположен в промоторе, другой — в энхансере. Такая связка совместно регулирует активность конкретного гена. Исследование, опубликованное в журнале Nucleic Acids Research , раскрыло различную роль этих пар в здоровых и опухолевых тканях. В нормальных клетках, как показал анализ данных одноклеточного секвенирования , пары квадруплексов связаны с генами, отвечающими за специализированные функции ткани: нейронную активность в мозге или работу иммунных клеток в крови. В раковых же клетках эти же самые структуры переключаются на поддержку универсальных программ бесконтрольного роста и деления независимо от происхождения опухоли. Директор Центра биомедицинских исследований и технологий ФКН НИУ ВШЭ Мария Попцова подчеркивает, что в норме данные пары поддерживают тканевую специализацию, а при онкологических заболеваниях они включаются в общие механизмы быстрого размножения клеток. Отдельно ученые установили, что многие элементы с квадруплексами консервативны у разных видов млекопитающих, что указывает на древнее эволюционное происхождение этого механизма регуляции. Составленная карта открывает новые возможности для понимания работы генома и, что особенно важно, для разработки таргетных противоопухолевых препаратов, которые смогут избирательно блокировать опасные квадруплексы в раковых клетках, не затрагивая здоровые ткани. Ранее Наука Mail рассказывала , что в России создали молекулы, способные усилить антибиотики и подавить бактерии. Поделиться Source: https://science.mail.ru/news/41170-rossijskie-uchenye-vpervye-sostavili-kartu-osobyh-pereklyuchatelej-v-dnk/