Ученые из Центра геномного регулирования Барселоны установили, что наиболее уязвимыми для мутаций участками человеческой ДНК являются места в начале генов, где запускается процесс считывания информации. Именно здесь ДНК чаще всего получает повреждения, которые могут закрепляться в виде наследуемых изменений. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications (NatCom).
Во время транскрипции фермент РНК-полимераза «расплетает» двойную спираль, чтобы скопировать нужный участок в молекулу РНК. В этот момент ДНК становится более открытой и, как показало исследование, более хрупкой. Если возникающие повреждения восстанавливаются неточно, формируются мутации.
Авторы проанализировали крайне редкие наследуемые варианты ДНК почти в 15 тысячах генов у более чем 220 тысяч человек. Они обнаружили устойчивое скопление мутаций именно вокруг сайтов начала транскрипции. Однако в исследованиях так называемых мутаций de novo — новых изменений, не унаследованных от родителей, — этот «очаг» сначала не проявлялся.
Разгадка нашлась при анализе мозаичных мутаций, возникающих на ранних этапах развития эмбриона. Эти изменения присутствуют лишь в части клеток организма и часто отфильтровываются алгоритмами как возможные ошибки секвенирования. Когда ученые учли такие данные, горячая точка мутаций вновь проявилась в тех же самых участках генома.
По словам исследователей, начало гена — это сложная и динамичная зона, где ДНК регулярно расплетается и подвергается дополнительной нагрузке. Именно такая «рабочая активность» делает участок уязвимым.
«Понимание того, где и почему чаще всего закрепляются мутации, важно для изучения редких генетических заболеваний и механизмов их возникновения», – заключили ученые.
Ранее ученых удивил древний общий предок всего живого.