В ДНК человека обнаружены скрытые структуры, управляющие работой генов

В главной молекуле наследственности - ДНК - искусственный интеллект выявил скрытые структуры, управляющие работой генов, пишет esoreiter со ссылкой на публикацию в журнале Nucleic Acids Research.

Международная группа ученых создала первую полную карту квадруплексов ДНК и раскрыла неожиданную связь между этими структурами и регуляцией активности генов, особенно в раковых клетках.

Эти объемные образования возникают временно, формируясь из участков ДНК, богатых нуклеотидом гуанином. Они действуют как метки для белков, регулирующих активность генов, направляя их к нужным участкам нити ДНК. Квадруплексы нестабильны и ранее традиционные методы картирования ДНК не позволяли получить полную картину их распределения по всему геному.
Использование ИИ на основе алгоритма DNABERT, ученые смогли предсказать местоположение около 360 тысяч квадруплексов по всей длине человеческого генома.
При этом выявилась удивительную закономерность: большинство квадруплексов образуют пары, связывая участки начала транскрипции (то есть точки, где начинается списывание информации про молекулу конкретного белка), с близлежащими энхансерами (это небольшие участки ДНК, которые могут усиливать активность генов).
Особое внимание было уделено роли квадруплекс-пар в развитии рака. Ученые сопоставили карты квадруплексов с данными по клеткам из шести типов разных тканей организма. Оказалось, что в нормальных клетках эти парные структуры связаны с тканеспецифическими функциями (то есть характерными именно для этих тканей и клеток). Однако в раковых клетках ситуация кардинально меняется: пары начинают активировать универсальные программы роста и деления клеток, что приводит к быстрому развитию опухоли независимо от исходной ткани.
По словам директора Центра биомедицинских исследований и технологий Высшей школы экономики Марии Попцовой, понимание роли квадруплекс-пар в регуляции генов открывает новые возможности для разработки методов лечения рака, связанных именно с квадруплексами.