Se spomnite v srednji šoli ali na fakulteti, ko ste izvedeli za ves tisti DNK v vas, ki je bil smeti? Niz in strune nesmiselne kode, ki niso imele funkcije? Nedavni utrinki prispevkov v okviru projekta ENCODE so v svetu zabredli z novicami, ki bi to zamisel raztrgale.
Toda, tako kot marsikaj, kar se skriva v učbeniških knjigah še dolgo po tem, ko se je znanost nadaljevala, tudi ideja "junk DNA", ki jo je ENCODE ovrgla, resnično ni potrebovala oporekanja. Tudi leta 1972 so znanstveniki prepoznali, da jih zato, ker nismo vedeli, kaj določene regije DNK delajo, ne delajo smeti.
Njuno sporočilo za javnost bi bilo lahko zelo razburljivo:
Na stotine raziskovalcev, ki delajo na projektu ENCODE, so razkrili, da je velik del tega, kar so v človeškem genomu poimenovali „neželena DNK“, dejansko množična kontrolna plošča z milijoni stikal, ki uravnavajo aktivnost naših genov. Brez teh stikal geni ne bi delovali - in mutacije v teh regijah lahko vodijo do bolezni ljudi. Nove informacije, ki jih je posredoval ENCODE, so tako obsežne in zapletene, da so sprožile nov model objave, v katerem so elektronski dokumenti in nabori podatkov medsebojno povezani.
Pa tudi Hina Kolata je The New York Times kupila hype:
Zdaj so znanstveniki odkrili bistven namig za razplet teh ugank. Človeški genom je napolnjen z najmanj štirimi milijoni genskih stikal, ki so v koščkih DNK, ki so bili nekoč zavrženi kot "smeti", vendar se izkažejo, da igrajo ključno vlogo pri nadzoru vedenja celic, organov in drugih tkiv. Odkritje, ki velja za velik medicinski in znanstveni preboj, ima ogromne posledice za zdravje ljudi, ker se zdi, da številne zapletene bolezni povzročajo drobne spremembe na stotine genskih sprememb.
Toda bloger in biolog Berkeley Michael Eisen pojasnjuje težave tako z dosedanjim sporočilom kot tudi s poročilom:
Res je, da prispevek opisuje milijone zaporedij, ki jih vežejo transkripcijski faktorji ali so nagnjeni k prebavi s DNazo. In res je, da bo imelo veliko lastnosti dobrovernih regulativnih sekvenc. A kot priznavajo celo avtorji, se bo v delni ureditvi genov dejansko izkazalo, da je le delček tega zaporedja dejansko vključen. Zato je preprosto napačno trditi, da so v papirjih ugotovili milijone stikal.
Tudi Ewan Birney, znanstvenik, ki je naredil analizo podatkov za projekt ENCODE, je poskušal znebiti zmedo. Na svojem blogu pojasnjuje, da trditev v teh raziskavah - da je približno 80 odstotkov genoma "funkcionalno" - pomeni, da ima približno 80 odstotkov človeškega genoma biokemično aktivnost. Birney piše:
To vprašanje temelji na besedi "funkcionalno", zato se najprej poskušamo lotiti tega vprašanja. Kot številne besede v angleškem jeziku je tudi „funkcionalna“ zelo uporabna, a od konteksta odvisna beseda. Ali "funkcionalni element" v genomu pomeni nekaj, kar spremeni biokemično lastnost celice ( tj . Če sekvence ne bi bilo tukaj, bi bila biokemija drugačna) ali je to nekaj, kar spremeni fenotipsko opazno lastnost, ki vpliva na celoto organizem? Ti dve definiciji se na njunih mejah (če upoštevamo, da so vse biokemijske aktivnosti fenotip) združijo. Ker smo dolgo razmišljali o tem in razpravljali o tem, niti ena definicija "funkcionalne" ne deluje za vse pogovore. Moramo biti natančni glede na kontekst. Pragmatično je, da v ENCODE naša merila definiramo kot "specifično biokemično aktivnost" - na primer test, ki identificira vrsto baz. To ni celoten genom (tako na primer stvari, kot so "imeti fosfodiestersko vez", ne bi mogle biti primerne). Nato to razvrstimo v različne razrede preizkusa; v padajočem vrstnem redu pokritosti so to: RNA, “široke” spremembe histona, “ozke” spremembe histona, preobčutljiva mesta DNaseI, vrhovi faktorjev transkripcije ChIP-seq, DNaseI odtisi nog, motivi vezani na transkripcijski faktor in na koncu Exons.
In tudi Birney v resnici ne preseneča z 80-odstotno številko.
Kot sem poudaril v predstavitvah, vas 80-odstotna številka ne bi smela presenetiti. Navsezadnje je 60% genoma z novo podrobno ročno pregledano (GenCode) opombo bodisi eksonično bodisi intronično, zato naj bi številni naši testi (na primer PolyA-RNA in H3K36me3 / H3K79me2) označili vso aktivno prepisovanje. Torej videti dodatnih 20% nad tem pričakovanih 60% ni tako presenetljivo.
To ne pomeni, da delo ENCODE ni zanimivo ali dragoceno. Ed Yong v podjetju Not Exately Rocket Science pojasnjuje, da čeprav ENCODE morda ne uničuje našega genomskega sveta, je vseeno zelo pomembno:
Da je genom zapleten, znanstveniki ne bodo presenetili, vendar ENCODE naredi dve sveži stvari: katalogizira DNK elemente, ki jih bodo znanstveniki potrebovali; in razkrije, koliko jih je. "Genom ni več prazna prostranstvo - gosto je natrpan z vrhovi in vijugajočimi se biokemičnimi aktivnostmi, " pravi Shyam Prabhakar iz Singapurskega inštituta za genom. "Tukaj so nageljčki za vse. Ne glede na to, kateri del gena bomo proučevali v katerem koli konkretnem projektu, bomo imeli koristi od iskanja ustreznih skladb ENCODE. "
Zanimiv in pomemben da. Toda ali je šokantno ugotoviti, da ima veliko našega DNK funkcijo? Št.
Več s Smithsonian.com:
Knjige prihodnosti so lahko zapisane v DNK
Hitro in poceni zaporedje DNK na obzorju?
