Pamiętasz w liceum lub na studiach, kiedy dowiedziałeś się o całym DNA, które było śmieciami? Ciągi i ciągi nonsensownego kodu, które nie miały żadnej funkcji? Niedawny napływ artykułów z projektu ENCODE wywołuje w świecie szum wiadomości, które rozerwałyby ten pomysł na części.
Ale, podobnie jak wiele rzeczy, które trzymają się podręczników długo po tym, jak nauka się zmieniła, idea „śmieciowego DNA”, którą obalił ENCODE, tak naprawdę nie wymagała obalenia. Nawet w 1972 r. Naukowcy zauważyli, że tylko dlatego, że nie wiedzieliśmy, co robią niektóre regiony DNA, nie spowodowały, że stały się śmieciami.
Ich informacja prasowa mogła być dość ekscytująca:
Setki naukowców pracujących nad projektem ENCODE ujawniło, że znaczna część tego, co nazywa się „śmieciowym DNA” w ludzkim genomie, jest w rzeczywistości ogromnym panelem sterowania z milionami przełączników regulujących aktywność naszych genów. Bez tych przełączników geny nie działałyby, a mutacje w tych regionach mogą prowadzić do chorób ludzi. Nowe informacje dostarczone przez ENCODE są tak kompleksowe i złożone, że stworzyły nowy model publikowania, w którym elektroniczne dokumenty i zestawy danych są ze sobą połączone.
I nawet Gina Kolata z The New York Times kupiła szum:
Teraz naukowcy odkryli istotną wskazówkę do rozwiązania tych zagadek. Ludzki genom jest wypełniony co najmniej czterema milionami przełączników genów, które znajdują się w kawałkach DNA, które kiedyś zostały odrzucone jako „śmieci”, ale które okazują się odgrywać kluczową rolę w kontrolowaniu zachowania komórek, narządów i innych tkanek. Odkrycie, uważane za znaczący przełom medyczny i naukowy, ma ogromne konsekwencje dla zdrowia ludzkiego, ponieważ wydaje się, że wiele złożonych chorób jest spowodowanych drobnymi zmianami w setkach zmian genów.
Ale bloger i biolog Berkeley, Michael Eisen, wyjaśnia dotychczasowe problemy zarówno z komunikatem prasowym, jak i relacją prasową:
Prawdą jest, że artykuł opisuje miliony sekwencji związanych czynnikami transkrypcyjnymi lub podatnych na trawienie przez DNazę. I prawdą jest, że wiele bona fide sekwencji regulacyjnych będzie miało te właściwości. Ale, jak przyznają nawet autorzy, tylko niewielka część tej sekwencji faktycznie okaże się zaangażowana w regulację genów. Zatem twierdzenie, że gazety zidentyfikowały miliony przełączników, jest po prostu fałszywe.
Nawet Ewan Birney, naukowcy, którzy przeprowadzili analizę danych dla projektu ENCODE, próbował wyjaśnić zamieszanie. Wyjaśnia na swoim blogu, że twierdzenie w tych badaniach - że około 80 procent genomu jest „funkcjonalne” - oznacza po prostu, że około 80 procent ludzkiego genomu ma aktywność biochemiczną. Birney pisze:
To pytanie opiera się na słowie „funkcjonalny”, więc spróbujmy najpierw rozwiązać ten problem. Podobnie jak wiele słów w języku angielskim, „funkcjonalny” jest bardzo przydatnym, ale zależnym od kontekstu słowem. Czy „element funkcjonalny” w genomie oznacza coś, co zmienia właściwość biochemiczną komórki ( tj . Jeśli nie ma tu sekwencji, biochemia byłaby inna), czy też jest to coś, co zmienia fenotypowo obserwowaną cechę, która wpływa na całość organizm? Na granicy (biorąc pod uwagę, że wszystkie działania biochemiczne są fenotypem), te dwie definicje łączą się. Długo się zastanawiając nad tym i dyskutując, żadna definicja „funkcjonalna” nie działa we wszystkich rozmowach. Musimy sprecyzować kontekst. Pragmatycznie, w ENCODE definiujemy nasze kryteria jako „specyficzną aktywność biochemiczną” - na przykład test, który identyfikuje szereg zasad. To nie jest cały genom (więc na przykład rzeczy takie jak „posiadanie wiązania fosfodiestrowego” nie kwalifikują się). Następnie dzielimy to na różne klasy testu; w malejącym porządku pokrycia są to: RNA, „szerokie” modyfikacje histonów, „wąskie” modyfikacje histonów, miejsca nadwrażliwości na DNaseI, piki ChIP-seq na czynnik transkrypcyjny, ślady DNaseI, motywy związane z czynnikiem transkrypcyjnym i wreszcie eksony.
I nawet Birney nie jest zaskoczona liczbą 80 procent.
Jak wskazałem w prezentacjach, nie powinieneś być zaskoczony liczbą 80%. W końcu 60% genomu z nową szczegółową, ręcznie sprawdzaną adnotacją (GenCode) ma charakter egzonowy lub intronowy, a oczekuje się, że wiele naszych testów (takich jak PolyA-RNA i H3K36me3 / H3K79me2) oznaczy całą aktywną transkrypcję. Widząc dodatkowe 20% powyżej oczekiwanych 60%, nie jest to tak zaskakujące.
Nie oznacza to, że praca ENCODE nie jest interesująca ani cenna. Ed Yong z Not Exactly Rocket Science wyjaśnia, że chociaż ENCODE może nie zniszczyć naszego genomowego świata, nadal jest bardzo ważne:
To, że genom jest złożony, nie będzie zaskoczeniem dla naukowców, ale ENCODE robi dwie świeże rzeczy: kataloguje elementy DNA, które naukowcy mogą porobić; i pokazuje, ile ich jest. „Genom nie jest już pustą przestrzenią - jest gęsto wypełniony szczytami i ruchami aktywności biochemicznej”, mówi Shyam Prabhakar z Genome Institute of Singapore. „Dla każdego są tu bryłki. Bez względu na to, który fragment genomu badamy w jakimś konkretnym projekcie, skorzystamy z wyszukiwania odpowiednich ścieżek ENCODE. ”
Ciekawe i ważne tak. Ale czy szokujące jest stwierdzenie, że duża część naszego DNA ma jakąś funkcję? Nie.
Więcej z Smithsonian.com:
Książki przyszłości mogą być zapisane w DNA
Szybkie i tanie sekwencjonowanie DNA na horyzoncie?
