Viides kirjain’ ihmisen DNA:ssa muuttaa geneettisen koodin lukua

Ruotsalais-suomalaisen tutkimuksen tuloksilla on suuri merkitys yksilönkehityksen, syöpäkasvainten kehityksen ja tautien synnyn ymmärtämisessä.

Nopeiden sekvensointimenetelmien kehittyminen on kiihdyttänyt biologian ja lääketieteen kehitystä.

Ruotsalais-suomalainen tutkimus osoittaa, että ihmisen solujen DNA:ssa esiintyvä ’viides kirjain’ muuttaa geneettisen koodin lukua. Science-tiedelehdessä julkaistut tulokset auttavat ymmärtämään, miten DNA ohjaa geenien ilmentymistä yksilönkehityksen aikana ja tautien synnyssä.

Ihmisen genomin kirjainten, A, C, G ja T, järjestys on tunnettu vuodesta 2000 lähtien. Näiden neljän kirjaimen lisäksi CG-kirjainyhdistelmien C:t voidaan muokata soluissa metylaatiolla ja näin tuottaa genomin ’viides kirjain’.

Kirjainten järjestyksen ymmärtäminen on edellytys genomitiedon hyödyntämiseen lääketieteessä;

geenien kirjainjonot tunnetaan, mutta kontrollialueiden, jotka sisältävät ohjeet siitä, milloin ja missä geeniä ilmennetään, tuntemus on vähäistä.

Ihmiskeho koostuu useista erityyppisistä soluista, joissa kaikissa on sama genomin kirjainten järjestys. Genomin CG-kirjainyhdistelmien metylaatio kuitenkin vaihtelee eri kudoksissa esiintyvien solujen välillä. Tällä metylaatiolla voi olla suuri vaikutus geenien ilmentymiseen solussa ja siten solun ominaisuuksiin etenkin, jos metylaatio esiintyy kontrollialueiden’DNA-sanoissa’, joihin traskriptiotekijöiksi kutsutut säätelyproteiinit sitoutuvat.

Professori Jussi Taipaleen (Helsingin yliopisto ja Karoliininen Instituutti) johdolla tutkijat ovat aikaisemmin tunnistaneet useimmat DNA-sanat, joihin yksittäin ja pareittain esiintyvät transkriptiotekijät sitoutuvat. CG-kirjainyhdistelmän metylaation vaikutusta DNA-sanojen lukemiseen ei kuitenkaan ole aiemmin tutkittu systemaattisesti. Niinpä Taipaleen ryhmä kartoitti systemaattisesti transkriptiotekijöiden sitoutumista DNA-sanoihin, joiden CG-kirjainyhdistelmät olivat joko metyloituja tai ei-metyloituja.

Kartoitus paljastaa, että monien transkriptiotekijöiden sitoutuminen DNA-sanoihin muuttuu CG-kirjainyhdistelmien metylaation myötä. Toisin kuin aiemmin tiedettiin, DNA-sanoja, joiden CG-kirjainyhdistelmät ovat metyloituja, lukevat erityisesti sikiöaikana ja elimien kehityksen aikana ilmenevät transkriptiotekijät, sekä muutamat eturauhas- ja paksusuolisyövässä tärkeät transkriptiotekijät.

Helsingin yliopistossa toimivan Suomen Akatemian Syöpägenetiikan huippuyksikön tutkijat osallistuivat tutkimukseen keskeisesti tuottamalla tietoa syöpäsolujen genomin CG-kirjainyhdistelmien metylaatiosta ja tutkimalla transkriptiotekijöiden tunnistamien DNA-sanojen esiintymistä ihmisen ja muiden lajien genomeissa.

 

Kommentoi

Please enter your comment!
Please enter your name here

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.