Ультра-консервативный элемент - Ultra-conserved element

An ультраконсервативный элемент (UCE) - регион ДНК это идентично по крайней мере у двух разных видов.[1]Одно из первых исследований UCEs показало, что некоторые человеческие ДНК последовательности длиной 200 нуклеотиды или больше были полностью консервированный (идентичный последовательность нуклеиновой кислоты ) у человека, крыс и мышей.[2] Несмотря на то, что часто некодирующая ДНК,[3] Некоторые ультраконсервативные элементы оказались транскрипционно активными, что дает некодирующая РНК молекулы.[4]

Эволюция

Считается, что идеальное сохранение этих длинных участков ДНК подразумевает эволюционный важность, поскольку эти регионы, похоже, испытали сильные отрицательный (очищающий) отбор на 300-400 миллионов лет.[2][3][5] Вероятность случайного обнаружения ультраконсервированных элементов (менее нейтральная эволюция ) оценивается менее чем в 10−22 в 2,9 млрд баз.[2]

Функции

481 ультраконсервативный элемент был идентифицирован в человеческий геном.[1][2] База данных, собирающая геномную информацию об ультраконсервативных элементах (UCbase ), которые на 100% идентичны людям, мышам и крысам, доступны по адресу http://ucbase.unimore.it.[6] Небольшое количество из тех, что были расшифрованы, были связаны с человеческими карциномы и лейкемии.[4] Например, TUC338 сильно активируется у человека гепатоцеллюлярная карцинома клетки.[7] Действительно, на UCE часто влияет изменение числа копий в раковых клетках,[8] гораздо больше, чем в здоровом контексте,[8][9][10] предполагая, что изменение количества копий ультраконсервированных элементов может быть вредным и связанным с раком. Исследование, сравнивающее ультраконсервированные элементы между людьми и японской рыбой фугу Такифугу рубрипс предположил важность в развитии позвоночных.[11] Некоторые ультраконсервативные элементы расположены рядом с регуляторами транскрипции или генами развития.[2][12] Другие функции включают усиление и сращивание регулирование.[1] Двойной-нокауты UCEs рядом с геном ARX у мышей вызвали сокращение гиппокамп в мозгу.[13] Эффекты нокаута не смертельны для лабораторных мышей, но могут быть в дикой природе.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Ренекер Дж., Лайонс Э., Конант Дж. К., Пирес Дж. К., Фрилинг М., Шю Ч. Р., Коркин Д. (2012). «Длинные идентичные многовидовые элементы в геномах растений и животных». Труды Национальной академии наук. 109 (19): E1183 – E1191. Дои:10.1073 / pnas.1121356109. ISSN  0027-8424. ЧВК  3358895. PMID  22496592.
  2. ^ а б c d е Bejerano, G; Фазан, М; Макунин, я; Стивен, S; Кент, WJ; Mattick, JS; Хаусслер, Д. (2004-05-28). «Ультраконсервированные элементы в геноме человека». Наука. 304 (5675): 1321–5. CiteSeerX  10.1.1.380.9305. Дои:10.1126 / science.1098119. PMID  15131266.
  3. ^ а б Кацман, S; Kern, AD; Bejerano, G; Фьюэлл, G; Fulton, L; Уилсон, РК; Салама, SR; Хаусслер, Д. (17 августа 2007 г.). «Ультра-консервативные элементы генома человека отбираются сверх меры». Наука. 317 (5840): 915. Дои:10.1126 / science.1142430. PMID  17702936.
  4. ^ а б Калин Г.А., Лю К.Г., Феррацин М., Хислоп Т., Спиццо Р., Севиньяни К., Фаббри М., Чиммино А., Ли Э.Дж., Войчик С.Е., Шимицу М., Тили Е., Росси С., Такчиоли С., Пичиорри Ф., Лю Х, Зупо С. , Herlea V, Gramantieri L, Lanza G, Alder H, Rassenti L, Volinia S, Schmittgen TD, Kipps TJ, Negrini M, Croce CM (сентябрь 2007 г.). «Ультраконсервативные области, кодирующие нкРНК, изменяются при лейкозах и карциномах человека». Раковая клетка. 12 (3): 215–29. Дои:10.1016 / j.ccr.2007.07.027. PMID  17785203.
  5. ^ Сатирапонгсасути Дж. Ф., Сатира Н., Сузуки И., Хаттенхауэр С., Сугано С. (2011). «Ультраконсервативные сегменты кДНК в человеческом транскриптоме проявляют устойчивость к фолдингу и участвуют в трансляции и альтернативном сплайсинге». Нуклеиновые кислоты Res. 39 (6): 1967–79. Дои:10.1093 / nar / gkq949. ЧВК  3064809. PMID  21062826.
  6. ^ Taccioli C, Fabbri E, Visone R, Volinia S, Calin GA, Fong LY, Gambari R, Bottoni A, Acunzo M, Hagan J, Iorio MV, Piovan C, Romano G, Croce CM (январь 2009 г.). «UCbase & miRfunc: база данных ультраконсервативных последовательностей и функций микроРНК». Нуклеиновые кислоты Res. 37 (Выпуск базы данных): D41–8. Дои:10.1093 / nar / gkn702. ЧВК  2686429. PMID  18945703.
  7. ^ Бракони К., Валери Н., Когуре Т., Гаспарини П., Хуанг Н., Нуово Г.Дж., Терраччиано Л., Кроче С.М., Патель Т. (2011-01-11). «Экспрессия и функциональная роль транскрибируемой некодирующей РНК с ультраконсервативным элементом в гепатоцеллюлярной карциноме». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 108 (2): 786–91. Дои:10.1073 / pnas.1011098108. ЧВК  3021052. PMID  21187392.
  8. ^ а б Маккол, Рут Б .; Fonseka, Chamith Y .; Корен, Амнон; У, Ч.-тин (2014-10-23). «Аномальная дозировка ультраконсервированных элементов крайне нежелательна в здоровых клетках, но не в раковых». PLOS Genetics. 10 (10): e1004646. Дои:10.1371 / journal.pgen.1004646. ISSN  1553-7404. ЧВК  4207606. PMID  25340765.
  9. ^ Дерти, Аднан; Рот, Фредерик П.; Церковь, Джордж М; Ву, Ц-тинг (2006). «Ультраконсервированные элементы млекопитающих сильно истощены среди сегментарных дупликаций и вариантов числа копий». Природа Генетика. 38 (10): 1216–1220. Дои:10,1038 / ng1888. PMID  16998490.
  10. ^ Chiang, Charleston W. K .; Дерти, Аднан; Шварц, Даниэль; Чоу, Майкл Ф .; Hirschhorn, Joel N .; У, Ч.-тин (01.12.2008). «Ультраконсервированные элементы: анализ чувствительности к дозировке, мотивов и границ». Генетика. 180 (4): 2277–2293. Дои:10.1534 / genetics.108.096537. ISSN  0016-6731. ЧВК  2600958. PMID  18957701.
  11. ^ Вулф А., Гудсон М., Гуд Д.К., Снелл П., МакИвен Г.К., Вавури Т., Смит С.Ф., Норт П., Каллауэй Х., Келли К., Уолтер К., Абнизова И., Гилкс В., Эдвардс Ю.Дж., Кук Д.Э., Элгар Г. (январь 2005 г. ). «Высококонсервативные некодирующие последовательности связаны с развитием позвоночных». PLoS Биология. 3 (1): e7. Дои:10.1371 / journal.pbio.0030007. ЧВК  526512. PMID  15630479. открытый доступ
  12. ^ «Невыразимое, но незаменимое - последовательности ДНК, контролирующие развитие». PLoS Биология. 3 (1): e19. Январь 2005 г. Дои:10.1371 / journal.pbio.0030019. ЧВК  544543. открытый доступ
  13. ^ Элизабет Пенниси (2017) Таинственная неизменная ДНК находит цель в жизни, Наука 02 июня 2017 г.]

Ryu et al. BMC Эволюционная биология 2012http://www.biomedcentral.com/1471-2148/12/236 открытый доступ