少し前に、困難にシーケンス、異質染色質として知られていた染色体の領域で見つけられた非常に反復的で、遺伝子貧しい DNA は呼出されました 「がらくた」。と 宇宙の暗黒物質のように、異質染色質の本質は未知でした。
ここでショウジョウバエの異質染色質のゲノムのメンバーは、 (DHGP)ローレンスバークレーの国立研究所エネルギー省のギャリー Karpen によって先頭に立たれて写し出しましたり、ショウジョウバエの melanogaster の異質染色質 DNA、ミバエのそれらの部分の完全なアセンブリ、マップ、および関数解析学に (簡単な繰り返し以外) 近づいています。 結果は異質染色質がただのがらくたから遠いことを確認します。
「よりアクセス可能な染色体にそう豊富に発生し、 euchromatin をよ調査した蛋白質コーディングの遺伝子に欠けたようであるのでほとんどの研究者の思考の異質染色質カリフォルニア州立大学バークレー校でほとんど機能が」、に言いますバークレーの実験室の生命科学部の Karpen、年長の科学者およびセルおよび分子生物学の付加物教授をありました。 「近年それは異質染色質が多くの必要な機能のために重大」。であること明白になってしまいました
ショウジョウバエの異質染色質を順に前進はセルおよび有機体が存続するのをどのようにに助けるか異質染色質の構成の前の技術的な限定、拡張理解および憲法を克服し、新しい洞察力の原因となりました。 DHGP からの最新の結果は科学の 2007 6 月 15 日、問題のペーパーのペアで報告されます。
注釈された異質染色質シーケンスは 200 の蛋白質コーディングの遺伝子に明らかにします。 異質染色質はまた非蛋白質コーディング RNAs および transposable 要素を中和する、または transposons コードする小さい RNAs のような他の機能要素のために、シーケンスを含む生物的重要性の他の機能を、含んでいます -- ゲノムのまわりで飛び、遺伝子機能を破壊することができるウイルスと同じような DNAs。
「ショウジョウバエゲノミクスをさまざまな理由で調査するために理想的であり、特に異質染色質を調査するために」、はバークレーの実験室の生命科学部のスーザン Celniker、科学者およびバークレーのショウジョウバエのゲノムのプロジェクトの長い間のメンバーを言います (BDGP)。 「ミバエの総 DNA の三番目に異質染色質はあります。 女性のはえはあります異質染色質の推定 60 megabases が」 -- megabase は (Mb)百万のベース、 DNA のヌクレオチドのブロックです -- 「男性は 40 Mb で推定される Y染色体がすべての異質染色質」。であるので、推定 100 Mb があり、
異質染色質は染色体の動原体および telomeres に集中されます。 普通弓タイ型の染色体では、動原体は結び目です。 動原体は細胞分裂の間に制御の染色体の重複の重大な役割を担います。 Telomeres は染色体の終り帽子です; それらは genomic 損傷の蓄積を防ぐのを助けます。
異質染色質および euchromatin は両方呼出される方法を使用して全ゲノムの散弾銃の配列配列されます。 Celniker は全はえの上で、 「私達ひき、作り出します 2 つのサイズ、 2 kilobases 長さ」である一部の DNA のフラグメントのライブラリを言います -- kilobase は (Kb) 1,000 のベースです -- 「および 10 kilobases 長さである一部。 シーケンスの連続的な長さはこれらのフラグメントの重複の一致によってアセンブルされます。 大きい euchromatin 単一コピーのフラグメントによって事実上彼ら自身をアセンブルして下さい、しかし異質染色質の典型的な多くの繰り返すシーケンスによってより短い部分が」。どのように一緒に合うか知っていることは困難です
従って 2000 年 3 月 Celera のバークレーのショウジョウバエのゲノムのプロジェクトおよびゲノミクスによっての科学で出版されたショウジョウバエの最初の 「大幅に完全な」ゲノムシーケンスは実際に完全から遠かったです。 それは異質染色質のはえの euchromatin およびほとんどどれもだけカバーによって三番目またはゲノムの多くを省きませんでした。
Celniker を、 「最初に私達捧げました繰り返しにシーケンス金持ちの部分、後でまでの centromeric および telomeric 領域を、残す euchromatin の終わりの方の私達の努力を言います。 現在の作業はそれらの領域に拡張しますシーケンスを」。
シーケンスを繰り返して異質染色質の認刻極印でであって下さい、複数の個別の種類があります。 動原体より豊富な近くなりがちである簡単で、短い繰り返しは衛星 DNAs と呼出され、長さがベースの数十万また更に何百万に集計します。 衛星 DNA のこれらの 「海では」 transposons の transposons かフラグメントから成っている kilobases もの 10 か何百だけ合計する適当長の繰り返しの 「島」があります。
異質染色質の他の領域では、 transposons は海を構成します。 ここに島は DNA の単一コピーの蛋白質を作るのに必要とされる伝令RNA 以外 RNAs のためにコードするおよび他の機能要素です遺伝子、または長さ。
適度に transposons および単一コピーの遺伝子のようなフラグメントを繰り返して一義的か十分に特有なシーケンスと多数のコピーを比較することによってアセンブルされました。 アセンブリはより長いシーケンスのクローンへそれに一致させることによって点検されました。 実用的まで取られて骨身を惜しまない手動アセンブリが研究者は染色体の物理的な位置にシーケンスをマップしました。 シーケンスおよびマップはプロセス、はえの異質染色質の関数解析学の次の段階のために地面を準備しました。
「歴史的にそれはがらくたと呼出されました。 私達はサンフランシスコの州立大学でそのがらくたに情報があったかどうか見るために」、言いますバークレーの実験室の生物情報学の生命科学部そして今助教授のクリススミスを、以前着手しました。 「私達は遺伝子を求めて未加工シーケンスデータを、分析するのに計算機プログラムのパイプラインを使用しました。 私達は例えば遺伝子のスプライスサイトか促進者を明記するかもしれない codons のパターンを識別しました。 私達は一致の異質染色質シーケンスに戻ってメッセンジャー RNAs の実験的に得られた証拠をマップしました。 そして私達は捜しました既に蛋白質のデータベースから確認された物に類似したシーケンスを」。 遺伝子を見つけることへのこれらの標準のアプローチは、繰り返しでとても豊富」。ですのでスミスは言いましたり、 euchromatin でより懸命に異質染色質で行い比較的易いですが、 「
スミスおよび彼の同僚は異質染色質の 230 ただの 30 から 40 を含むとから 254 の蛋白質コーディングの遺伝子のための証拠を、前に考えました見つけました (はえの合計は 14,000 または多くです)。 これらの遺伝子の多数は遺伝子 (エクソン) のコーディングセクション間の大いにより長いギャップ (イントロン) の euchromatin の遺伝子と、かなり別様に組織されました; euchromatic 遺伝子のイントロンとは違って、これらの長いギャップは無効 transposons から得られたシーケンスを繰り返すことからほとんど完全に成っていました。 証拠は異質染色質の遺伝子が euchromatic 物と別様に調整されることを提案します。
蛋白質コーディングの遺伝子のほかに、 annotators は蛋白質のためにコードしないが、小さい RNA のために呼出された noncoding RNAs を構成する 13 の単一コピーの遺伝子を含む異質染色質の他の重要な要素を、見つけました。