Ultra konzervovaný prvek - Ultra-conserved element

An ultra konzervovaný prvek (UCE) je oblast DNA který je identický alespoň u dvou různých druhů.[1]Jedna z prvních studií UCE ukázala, že určitý člověk DNA sekvence o délce 200 nukleotidy nebo větší byly úplně konzervovaný (identické sekvence nukleové kyseliny ) u lidí, potkanů ​​a myší.[2] Navzdory tomu, že je často nekódující DNA,[3] bylo zjištěno, že některé ultra konzervované prvky jsou transkripčně aktivní nekódující RNA molekuly.[4]

Vývoj

Předpokládá se dokonalá ochrana těchto dlouhých úseků DNA evoluční důležitost, protože se zdá, že tyto regiony zaznamenaly silný negativní (čistící) výběr po dobu 300–400 milionů let.[2][3][5] Pravděpodobnost náhodného nalezení ultra konzervovaných prvků (pod neutrální vývoj ) byla odhadnuta na méně než 10−22 ve 2,9 miliardách základen.[2]

Funkce

481 ultrakonzervovaných prvků bylo identifikováno v lidský genom.[1][2] Databáze shromažďující genomové informace o ultra konzervovaných prvcích (UCbase ), které sdílejí 100% identitu mezi člověkem, myší a potkanem, je k dispozici na http://ucbase.unimore.it.[6] Malý počet těch, které jsou přepsány, bylo spojeno s člověkem karcinomy a leukémie.[4] Například, TUC338 je silně upregulován u člověka hepatocelulární karcinom buňky.[7] Ve skutečnosti jsou UCE často ovlivněny změnami počtu kopií v rakovinných buňkách,[8] mnohem víc než ve zdravých kontextech,[8][9][10] což naznačuje, že změna počtu kopií ultrakonzervovaných prvků může být škodlivá a spojená s rakovinou. Studie porovnávající ultra konzervované prvky mezi lidmi a japonskými puffer rybami Takifugu rubripes navrhl význam ve vývoji obratlovců.[11] Několik ultra konzervovaných prvků se nachází v blízkosti transkripčních regulátorů nebo vývojových genů.[2][12] Mezi další funkce patří posílení a sestřih nařízení.[1] Dvojnásobek-vykrojení UCE v blízkosti genu ARX u myší způsobilo zmenšení hipokampus v mozku.[13] Účinky vyřazení nejsou u laboratorních myší smrtelné, ale mohou být ve volné přírodě.

Viz také

Reference

  1. ^ A b C Reneker J, Lyons E, Conant GC, Pires JC, Freeling M, Shyu CR, Korkin D (2012). „Dlouhé identické vícedruhové prvky v rostlinných a živočišných genomech“. Sborník Národní akademie věd. 109 (19): E1183 – E1191. doi:10.1073 / pnas.1121356109. ISSN  0027-8424. PMC  3358895. PMID  22496592.
  2. ^ A b C d E Bejerano, G; Bažant, M; Makunin, I; Stephen, S; Kent, WJ; Mattick, JS; Haussler, D (2004-05-28). "Ultrakonzervované prvky v lidském genomu". Věda. 304 (5675): 1321–5. CiteSeerX  10.1.1.380.9305. doi:10.1126 / science.1098119. PMID  15131266.
  3. ^ A b Katzman, S; Kern, AD; Bejerano, G; Fewell, G; Fulton, L; Wilson, RK; Salama, SR; Haussler, D (2007-08-17). "Ultrakonzervované prvky lidského genomu jsou ultraselektovány". Věda. 317 (5840): 915. doi:10.1126 / science.1142430. PMID  17702936.
  4. ^ A b Calin GA, Liu CG, Ferracin M, Hyslop T, Spizzo R, Sevignani C, Fabbri M, Cimmino A, Lee EJ, Wojcik SE, Shimizu M, Tili E, Rossi S, Taccioli C, Pichiorri F, Liu X, Zupo S , Herlea V, Gramantieri L, Lanza G, Alder H, Rassenti L, Volinia S, Schmittgen TD, Kipps TJ, Negrini M, Croce CM (září 2007). „Ultrakonzervované oblasti kódující ncRNA jsou u lidských leukémií a karcinomů pozměněny“. Rakovinová buňka. 12 (3): 215–29. doi:10.1016 / j.ccr.2007.07.027. PMID  17785203.
  5. ^ Sathirapongsasuti JF, Sathira N, Suzuki Y, Huttenhower C, Sugano S (2011). „Ultrakonzervované segmenty cDNA v lidském transkriptomu vykazují odolnost vůči skládání a implikují funkci v translaci a alternativním sestřihu“. Nucleic Acids Res. 39 (6): 1967–79. doi:10.1093 / nar / gkq949. PMC  3064809. PMID  21062826.
  6. ^ Taccioli C, Fabbri E, Visone R, Volinia S, Calin GA, Fong LY, Gambari R, Bottoni A, Acunzo M, Hagan J, Iorio MV, Piovan C, Romano G, Croce CM (leden 2009). „UCbase & miRfunc: databáze ultrakonzervovaných sekvencí a funkce microRNA“. Nucleic Acids Res. 37 (Problém s databází): D41–8. doi:10.1093 / nar / gkn702. PMC  2686429. PMID  18945703.
  7. ^ Braconi C, Valeri N, Kogure T, Gasparini P, Huang N, Nuovo GJ, Terracciano L, Croce CM, Patel T (2011-01-11). "Exprese a funkční role transkribované nekódující RNA s ultrakonzervovaným prvkem v hepatocelulárním karcinomu". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 108 (2): 786–91. doi:10.1073 / pnas.1011098108. PMC  3021052. PMID  21187392.
  8. ^ A b McCole, Ruth B .; Fonseka, Chamith Y .; Koren, Amnon; Wu, C.-ting (2014-10-23). „Abnormální dávkování ultrakonzervovaných prvků je ve zdravých buňkách vysoce znevýhodněno, ale nikoli v rakovinných buňkách“. Genetika PLOS. 10 (10): e1004646. doi:10.1371 / journal.pgen.1004646. ISSN  1553-7404. PMC  4207606. PMID  25340765.
  9. ^ Derti, Adnan; Roth, Frederick P; Church, George M; Wu, C-ting (2006). "Savčí ultrakonzervované prvky jsou silně vyčerpány mezi segmentovými duplikacemi a variantami počtu kopií". Genetika přírody. 38 (10): 1216–1220. doi:10.1038 / ng1888. PMID  16998490.
  10. ^ Chiang, Charleston W. K .; Derti, Adnan; Schwartz, Daniel; Chou, Michael F .; Hirschhorn, Joel N .; Wu, C.-ting (01.12.2008). „Ultrakonzervované prvky: analýzy citlivosti na dávkování, motivů a hranic“. Genetika. 180 (4): 2277–2293. doi:10.1534 / genetika.108.096537. ISSN  0016-6731. PMC  2600958. PMID  18957701.
  11. ^ Woolfe A, Goodson M, Goode DK, Snell P, McEwen GK, Vavouri T, Smith SF, North P, Callaway H, Kelly K, Walter K, Abnizova I, Gilks ​​W, Edwards YJ, Cooke JE, Elgar G (leden 2005 ). „Vysoce konzervované nekódující sekvence jsou spojeny s vývojem obratlovců“. PLoS Biology. 3 (1): e7. doi:10.1371 / journal.pbio.0030007. PMC  526512. PMID  15630479. otevřený přístup
  12. ^ „Nevyjádřený, ale nepostradatelný - sekvence DNA, které řídí vývoj“. PLoS Biology. 3 (1): e19. Leden 2005. doi:10.1371 / journal.pbio.0030019. PMC  544543. otevřený přístup
  13. ^ Elizabeth Pennisi (2017) Tajemná neměnná DNA nachází v životě smysl, Věda 2. června 2017]

Ryu a kol. BMC Evolutionary Biology 2012http://www.biomedcentral.com/1471-2148/12/236 otevřený přístup