Transponierbare Elemente spielen eine wichtige Rolle bei der genetischen Expression und Evolution

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Bis vor kurzem war wenig darüber bekannt, wie transponierbare Elemente zur Genregulation beitragen.

Dabei handelt es sich um kleine DNA-Stücke, die sich selbst replizieren und sich im Genom ausbreiten können.

Obwohl sie fast die Hälfte des menschlichen Genoms ausmachen, wurden sie oft ignoriert und gemeinhin als “nutzloser Schrott” betrachtet, der, wenn überhaupt, nur eine minimale Rolle bei der Aktivität einer Zelle spielt.

Eine neue Studie von Adam Diehl, Ningxin Ouyang, und Alan Boyle, University of Michigan Medical School und Mitglieder des U-M Center for RNA Biomedicine, zeigt, dass transponierbare Elemente eine wichtige Rolle bei der Regulierung der genetischen Expression spielen, was Auswirkungen auf das Verständnis der genetischen Evolution hat.Transponierbare Elemente bewegen sich in der Zelle, und anders als bisher angenommen, stellten die Autoren dieser Arbeit fest, dass transponierbare Elemente, wenn sie an verschiedene Stellen gelangen, manchmal die Art und Weise verändern, wie DNA-Stränge im 3-D-Raum interagieren, und damit die Struktur des 3-D-Genoms.

Es scheint, als stamme ein Drittel der 3-D-Kontakte im Genom tatsächlich von transponierbaren Elementen, was zu einem übergroßen Beitrag dieser Regionen zur Schleifenvariation führt und ihre sehr bedeutende Rolle bei der genetischen Expression und Evolution demonstriert.Der Hauptbestandteil, der die 3-D-Struktur bestimmt, ist ein Protein namens CTCF.

Diese Studie konzentrierte sich insbesondere auf die Frage, wie transponierbare Elemente neue CTCF-Sites schaffen, die wiederum die bestehende genomische Struktur übernehmen, um neue 3-D-Kontakte im Genom zu bilden.

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Die Autoren zeigen, dass diese oft variable Schleifen erzeugen, die die regulatorische Aktivität und die Genexpression in der Zelle beeinflussen können.

Diese Ergebnisse wurden in menschlichen Zellen und Mauszellen beobachtet und zeigen, wie transponierbare Elemente zur Variation innerhalb der Spezies und zur Divergenz zwischen den Spezies beitragen.

Sie werden die weiteren Forschungsanstrengungen in Bereichen wie Genregulation, regulatorische Evolution, Divergenz der Schleifenbildung und Biologie der transponierbaren Elemente leiten.Um diese Arbeit zu rationalisieren, entwickelten die Autoren eine Software, MapGL, um die….

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