Не просто мусор: кольцевая ДНК и её удивительная роль в эволюции

Ученые из Университета Дьюка обнаружили, что кольцевые ДНК, ранее считавшиеся случайным побочным продуктом, на самом деле используют механизмы ремонта ДНК клетки для самокопирования. Это открытие опровергает 40-летние устоявшиеся взгляды на процесс и может пролить свет на механизмы развития рака, вирусных инфекций и иммунных реакций.

Ретротранспозоны, ДНК-сегменты длиной около 7000 символов, вставляют себя в разные части геномов растений и животных, играя роль в переписывании ДНК и регулировании использования генов клетками. Они считаются движущей силой эволюции, способствующей генетическому разнообразию и инновациям, и передаются от обоих родителей.

По словам ассистента профессора фармакологии и биологии рака, а также ученого Университета Дьюка Чжао Чжана (ZZ), эти элементы являются источником геномной динамики и влияют как на эволюцию животных, так и на нашу повседневную жизнь. Однако до сих пор полностью не оценена их функция.

Ретротранспозоны составляют около 40% генома человека и более 75% генома кукурузы. Их точный механизм копирования и местоположение долгое время оставались неясными. В последних исследованиях ученые обнаружили, что большинство новых ретротранспозонов находятся в кольцевой форме, а не интегрированы в геном хозяина.

Эти открытия ставят под сомнение прежние представления о кольцевых ДНК. Теперь известно, что ретротранспозоны не являются случайным результатом; они активно используют механизмы ремонта ДНК клетки для своего воспроизводства, подобно вирусам. Чжан утверждает, что в поле ретровирусов и ретротранспозонов кольцевая ДНК должна занять центральное место, и ей следует уделить больше внимания.

Лаборатория Чжана в настоящее время исследует, может ли кольцевая ДНК быть промежуточным звеном для создания новых геномных вставок, а также способна ли она активировать иммунную систему.

Это открытие может иметь далеко идущие последствия для понимания механизмов развития болезней и эволюции на генетическом уровне, открывая новые горизонты в исследованиях рака, вирусных инфекций и иммунных реакций.