Katrs piektais cilvēka gēns nav “īsts”
Jauni pētījumi varētu mainīt biomedicīnas seju; tiek konstatēts, ka cilvēka genomā ir daudz mazāk “reālu” vai proteīnus kodējošu gēnu, nekā tika uzskatīts iepriekš.
Deviņdesmito gadu sākumā zinātnieki nolēma kartēt visu cilvēka genoma DNS secību.
Tā sauktā cilvēka genoma projekta mērķis bija atrast ģenētiskas saites ar slimībām un izprast dažādu genoma elementu funkciju un struktūru, piemēram, kuri gēni kodē olbaltumvielas un kādi faktori regulē gēnu ekspresiju.
Sākotnējie cilvēka genoma projekta rezultāti paredzēja, ka ir 40 000 gēnu, kas var kodēt olbaltumvielas, lielas molekulas, kas ir vitāli nepieciešamas ķermeņa audu un orgānu labai darbībai.
Tomēr, tuvojoties šim projektam 2003. gadā, šī skaita aprēķini samazinājās līdz aptuveni 20 000–25 000 olbaltumvielu kodējošiem gēniem.
Kopš šī brīža zinātnieki ir centušies nākt klajā ar galīgo proteomu - tas ir, kopējo olbaltumvielu skaitu, ko var izteikt ar gēniem - un koncentrējušies uz izpratni par to, kā šo olbaltumvielu ģenētiskā izpausme tiek mutēta vairākās slimībās.
Šim nolūkam starptautiska pētnieku grupa, ko vadīja Maikls Tress, no Spānijas Nacionālā vēža izpētes centra Bioinformātikas nodaļas Madridē, Spānijā, tagad pārbaudīja gēnus, kurus galvenās pieejamās proteomu datubāzes uzskata par olbaltumvielu kodēšanu.
Tress un kolēģi žurnālā publicēja savu pētījumu rezultātus Nukleīnskābju izpēte. Federiko Abaskals no Wellcome Trust Sanger institūta Hinkstonā, Lielbritānijā, ir pirmais raksta autors.
Vismaz 2000 gēnu ir “pseidogēni”
Pētnieki salīdzināja proteomus no trim olbaltumvielu secību un ģenētisko anotāciju kolekcijām: GENCODE / Ensembl, RefSeq un UniProtKB.
Tress un komanda atklāja, ka no kopējā 22 210 gēnu skaita, kas uzskaitīti kā olbaltumvielu kodētāji, visās 19 kolekcijās bija tikai 19 446.
Tad viņi tuvināja 2764 gēnu atšķirību, izpētot eksperimentālos pierādījumus un informāciju, kas pieejama no anotācijām.
Pierādījumi liecina, ka lielākā daļa šo gēnu bija “nekodējoši gēni vai pseidogēni”.
Turklāt zinātnieki atklāja, ka papildu 1 470 gēniem, kas trīs kolekcijās tika uzskaitīti kā olbaltumvielu kodētāji, nebija proteīnus kodējošo gēnu funkcionālo īpašību vai tipiskās evolūcijas.
Tāpēc pētnieki "uzskata, ka trīs atsauces datubāzes šobrīd pārspīlē cilvēku kodējošo gēnu skaitu par vismaz 2000, sarežģot un pievienojot troksni liela mēroga biomedicīnas eksperimentiem."
"Noteikt, kuri potenciālie nekodētie gēni nekodē olbaltumvielas, ir grūts, bet ļoti svarīgs uzdevums, jo cilvēka atsauces proteoms ir vissvarīgākā pētījuma pamats un atbalsta gandrīz visus liela mēroga biomedicīnas projektus."
Norādījumi turpmākajiem pētījumiem
Tress dalās ar to, kā pētnieki veic savus secinājumus tālāk. "Mēs esam spējuši detalizēti analizēt daudzus no šiem gēniem," viņš skaidro, "un vairāk nekā 300 gēnu jau ir pārklasificēti kā nekodējoši."
"Pārsteidzoši," zvana pētījuma līdzautors Deivids Huans, "daži no šiem neparastajiem gēniem ir labi izpētīti, un tiem ir vairāk nekā 100 zinātnisku publikāciju, pamatojoties uz pieņēmumu, ka gēns ražo olbaltumvielu."
Rezultāti tādējādi varētu mainīt biomedicīnas jomu, kā mēs to zinām. Tomēr ir vajadzīgi vairāk pētījumu.
"Mūsu pierādījumi," piebilst Abaskāls, "liecina, ka cilvēkiem var būt tikai 19 000 kodējošu gēnu, taču mēs joprojām nezinām, kuri [šie] 19 000 gēni ir."
