Três anos há, “os elementos ultraconserved” foram descobertos nos genomas dos ratos, dos ratos, e dos seres humanos.
Estas são seqüências do ADN 200 pares baixos de comprimento ou mais por muito tempo -- algumas são sobre uma exibição longa de 700 pares baixos uma identidade de 100 por cento entre as três espécies. Foram conservados perfeitamente desde o último antepassado comum dos ratos, dos ratos, e dos seres humanos, que viveram uns 85 milhão anos há.
Estes e outras seqüências altamente conservadas são pensados para ter persistido com pouco ou nenhum a mudança porque são indispensáveis, executando funcionam vital para a viabilidade ou a reprodução. Os Cientistas na Divisão da Genómica do Ministério do Laboratório Nacional do Lawrence Berkeley da Energia e do Joint Genome Institute da GAMA expor para testar esta hipótese projetando quatro ratos diferentes do “KO”, cada um que falta um elemento ultraconserved selecionado.
Se verdadeiramente indispensáveis, os ratos que faltam um elemento ultraconserved devem morrer ou ser incapazes de produzir a prole viável. Notàvel, como os pesquisadores relatam na introdução De setembro de 2007 da Biologia de PLoS, os ratos do KO neste estudo não mostraram quase nenhum efeito doente de todo.
“Para nós, este era um resultado realmente surpreendente,” diz Nadav Ahituv da Divisão da Genómica do Laboratório de Berkeley e do JGI da GAMA, um geneticista humano que conduza a experiência. “Nós esperamos inteiramente demonstrar o papel vital estes jogo ultraconserved dos elementos mostrando o que acontece quando falta. Em Lugar De, nossos ratos do KO eram não somente viáveis e férteis mas não mostrados nenhuma anomalia crítica no crescimento, na longevidade, na patologia, ou no metabolismo.”
Edward Rubin, Director do Joint Genome Institute e da Divisão da Genómica do Laboratório de Berkeley, que dirigiram o estudo, disse, “Muitos cientistas tinha especulado que a razão para a identidade absoluta das seqüências sobre os 80 milhão anos desde seres humanos e roedores divergiu era que estas seqüências são cruciais para a vida: se uma base muda, o organismo morreria, de modo que fosse porque nós não vemos absolutamente nenhuma mudança da seqüência nestas regiões. Os resultados deste estudo mostram claramente que este não é o caso. Quando Eu não pensar que nós podemos concluir que os ratos que nós criamos com os elementos ultraconserved suprimidos seja normal, nós podemos segura concluir que a presença dos elementos ultraconserved não está exigida para a viabilidade do organismo.”
Algumas das 481 seqüências ultraconserved nos seres humanos, nos ratos, e nos ratos são as seqüências de codificação, os genes que codificam para proteínas, mas sobre a metade, denominada elementos ultraconserved noncoding, não são. Os estudos Precedentes pelos pesquisadores do Laboratório de Berkeley e por seus colegas sugeriram um papel importante para estas seqüências noncoding no regulamento do gene; porque actuam para promover a expressão dos genes são sabidos como “realçadores.”
Para este estudo a equipe escolheu especificamente quatro elementos noncoding ultraconserved, provavelmente realçadores dos genes próximos que quando transformados conduzem às anomalias ou aos problemas desenvolventes severos da fertilidade.
Por exemplo, o elemento ultraconserved noncoding número 467 (uc467) tem 731 pares baixos de seqüência que são idênticos entre o ser humano, o rato, e o rato; é um do mais longos de todos os elementos ultraconserved dentro de nosso genoma. Uc467 é provavelmente um realçador para ARX, um gene que, quando defeituoso nos ratos, perturbe a revelação sexual masculina e cause anomalias letais do cérebro, e nos seres humanos causa uma vasta gama de desordens neurológicas e da sexual-revelação.
Usando técnicas padrão da genético-engenharia do rato, os pesquisadores prepararam quatro linhas de ratos do KO, cada tipo que falta um dos elementos ultraconserved escolhidos.
“Nós soubemos que bater para fora os genes eles mesmos conduz à mortalidade ou às anomalias sexuais nos ratos, e às vezes outros problemas,” diz Ahituv. “Assim nós esperamos que os ratos que faltam as seqüências ultraconserved que são pensadas para regular estes genes produziriam um resultado semelhante: mortalidade ou infertilidade.”
Em vez dos resultados drásticos previstos, contudo, todas as quatro linhas produziram macas normais de ratos saudáveis. Seu peso era normal durante 10 semanas da monitoração; os ratos foram olhados por seis meses (e até agora, muitos têm sido olhados muito mais por muito tempo) e sobrevividos não somente mas prosperados. Foram sujeitados aos ensaios clínicos numerosos sem sinais da anomalia, e nenhuma diferença significativa comparou ao selvagem-tipo controles.
“Há a abundância da evidência que conservou altamente seqüências executa funções vitais,” diz Ahituv. “Certamente, encontrar as seqüências noncoding que foram inalteradas pela evolução é um do uso dos cientistas das ferramentas do cano principal encontrar elementos funcionais importantes em um genoma.”