三年前、"ultraconserved要素は"マウス、ラット、ヒトのゲノムで発見された。
これらは、長さ以上の200塩基対のDNA配列である - 一部は700人以上の塩基対であり、長い三種の間で100％の同一性を示す。彼らは完全に約85万年前に住んでいたマウス、ラット、ヒトの最後の共通祖先、以来、保存されている。
これらおよび他の高度に保存された配列は、それらが不可欠であるので、生存率や繁殖のための重要な機能を実行して、ほとんどあるいはまったく変更せずに、永続化したと考えられている。エネルギーのローレンスバークレー国立研究所とDOEの共同ゲノム研究所の学科のゲノミクス部門の科学者は工学によってつの異なる"ノックアウト"マウス、それぞれの欠けている1つの選択された超保存エレメントをこの仮説を検証するために着手した。
真に不可欠な場合、超保存エレメントを欠損したマウスは、どちらか死ぬか実行可能な子孫を生成することができないはずです。驚くべきことに、9月に研究報告書、PLoSの生物学の2007年問題として、この研究ではノックアウトマウスでは、すべてではほとんど悪影響は認められなかった。
"私たちにとって、これは本当に驚くべき結果だった"Nadavバークレー研究所ゲノミクス部門のAhituvとDOEのJGI、実験を主導した人間の遺伝学者は述べています。 "我々は完全にこれらのultraconserved要素は、彼らが欠落しているときに何が起こるかを示すことで果たす重要な役割を発揮すると予想。代わりに、私たちのノックアウトマウスは生存可能と肥沃ではなかったがない重要な成長の異常、寿命、病理学、または代謝を示さなかった。"
エドワードルービン、共同ゲノム研究所の所長と研究を指示バークレー研究所ゲノミクス部門には、、多くの科学者がヒトとげっ歯類が分岐して以来、8000万年以上の配列の絶対的な同一性の理由は、これらの配列があることだと推測していた"と言った。生命にとって極めて重要：ベースが変更された場合、生物が死ぬと、我々はこれらの地域では全くシーケンスの変更を確認しない理由それはないので、この研究の結果は明らかにこれが事実ではないことを示す私たちが結論できるとは思わないが、。。我々は削除ultraconserved要素で作成されたマウスは正常であることを、我々は自信を持ってultraconserved要素の存在は生物の生存に必要とされていないと結論付けることができます。"
ヒト、ラット、およびマウス481 ultraconservedシーケンス配列、タンパク質の遺伝子、そのコードをコードするが、半数以上が、非コードultraconserved要素と呼ばれているのいくつかは、ないです。バークレー研究所の研究者とその同僚による以前の研究は、遺伝子調節におけるこれらの非コード配列のための重要な役割を示唆している、それらはとして知られている遺伝子の発現を促進するために行動するので、"エンハンサーを。"
この研究のためにチームは特に、4つのultraconserved非コード要素を選択した重度の発達異常や不妊の問題にリードを変異近くの遺伝子のエンハンサーであると考えられて。
例えば、非コード超保存エレメント番号467（uc467）は、ヒト、マウス、およびラットの間で同一の配列の731塩基対があり、それは我々のゲノム内のすべてのultraconservedの要素の最長の一つです。 Uc467がARX、、マウスの欠陥遺伝子のためのエンハンサーであると考えられている、男性の性的発達を妨げると致死脳の異常を引き起こし、ヒトでの神経学的および性的開発障害の広い範囲を引き起こす。
標準のマウス遺伝子工学の技術を使用して、研究者は、ノックアウトマウスの4行、選択されたultraconserved要素の一つを欠いている各タイプを用意。
"我々は、遺伝子をノックアウト自体はマウスの致死性または性的異常につながることを知って、そして時には他の問題は、"Ahituvは述べています。 "だから我々はこれらの遺伝子を調節すると考えられているultraconserved配列を欠くマウスは、同様の結果が生成することが期待：。致死または不妊を"
代わりに期待される抜本的な結果から、しかし、すべての4行は、健康なマウスの正常な仔を作り出した。自分の体重は、モニタリングの10週間の間に正常であり、マウスは、半年間見て（そして今では、多くがはるかに長く視聴されている）だけではなく、生存が繁栄した。彼らは、異常の徴候、および野生型対照と比較して有意差を多数の臨床検査に供した。
"高度に保存された配列が重要な機能を実行するという証拠はたくさんありますが、"Ahituvは述べています。 "確かに、進化によって変更されている非コードシーケンスを見つけることは科学者がゲノムの重要な機能要素を見つけるために使用する主要なツールの一つです。"