Биологи СПбГУ впервые расшифровали один из ключевых элементов генома курицы

Международная группа ученых под руководством профессора СПбГУ Елены Гагинской расшифровала последовательность кластера генов рибосомной РНК домашней курицы — важнейшего модельного объекта биологических исследований. Полученные данные важны для изучения эволюции процессов дифференцировки клеток, изменения их энергетического баланса, а также причин и путей перерождения здоровых клеток в раковые. Результаты исследования представлены в научной статье Chicken rRNA Gene Cluster Structure, опубликованной в журнале PLoS ONE.

В геномах многоклеточных организмов помимо уникальных генов существует еще множество регуляторных и структурных последовательностей ДНК. Многие из них представлены большим количеством следующих друг за другом коротких копий (тандемных повторов). Такие области могут составлять значительную долю генома, и их расшифровка нередко представляет собой исключительно сложную, а часто и вовсе нерешаемую современными методами задачу, сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию Planet Today.

Среди подобных генетических элементов одними из наименее изученных являются так называемые ядрышкообразующие районы хромосом. Они образованы генами рибосомных РНК и разделяющими их последовательностями (спейсерами). Эти области являются ключевыми элементами генома любого живого организма. От особенностей их строения и функционирования напрямую зависит работа белоксинтезирующего аппарата клетки, а следовательно, и вся совокупность протекающих в ней метаболических процессов.

Структура рибосомной ДНК активно изучалась на протяжении последних 60 лет, однако и сегодняэта область исследований остается сложнейшей проблемой для ученых всего мира. Несмотря на развитие высокопроизводительных методов расшифровки геномов, данные о структуре повторяющихся кластеров, образованных генами рибосомной РНК, практически отсутствуют.

Так, в базе генетических данных GenBank до недавнего времени была представлена информация о структуре полной последовательности кластера генов рибосомной РНК лишь нескольких видов позвоночных животных — человека, мыши и двух представителей класса Рыбы. Благодаря совместной работе ученых СПбГУ, Института молекулярной биологии и генетики Северо-Западного федерального медицинского исследовательского центра имени В. А. Алмазова и Университета Осаки (Япония) к этой группе присоединился представитель класса Птицы.

Сегодня расшифрованная последовательность кластера генов рибосомной РНК курицы уже доступна в базе генетических данных GenBank под номером KT445934. Результаты выполненного исследования позволят улучшить качество расшифровки и сборки геномов других птиц, а также существенно расширить возможности использования курицы как модельного объекта, в частности, для изучения особенностей регуляции работы ядрышкообразующего организатора в процессе онтогенеза. Кроме того, полученные данные помогут находить оптимальные решения в области популяционной генетики и эволюции птиц и рептилий.

«В ходе работы нам удалось установить и описать последовательности генов и разделяющих их спейсеров в геноме курицы, уточнить их границы и особенности нуклеотидной композиции. Полученные нами результаты позволят глубже понять принципы эволюции жизненно важных генетических структур позвоночных животных. В том числе с помощью данной информации мы сможем подробнее изучать процессы дифференцировки клеток и их злокачественного перерождения», — сообщил первый автор научной статьи, стажер-исследовательСПбГУ кандидат биологических наук Александр Дёмин.