Мобильные фрагменты ДНК могут перемещаться в геноме человека и оказывать мощное регулирующее воздействие на соседние гены в новых местах встраивания. Наиболее распространенные мобильные генетические элементы известны как ретротранспозоны LINE-1 и составляют почти 20 процентов всей нашей ДНК. Тем не менее, большинство полногеномных исследований недооценивают полное влияние этих важных генетических регуляторов.
Чтобы исправить это, команда под руководством Уильяма Буркхолдера из Института молекулярной и клеточной биологии A * STAR в Сингапуре по-новому взглянула на влияние ретротранспозонов LINE-1 на функцию генов и восприимчивость к заболеваниям. Когда они это сделали, исследователи обнаружили доказательства того, что подмножество элементов LINE-1, по-видимому, оказало благотворное влияние на недавнюю эволюцию человека.
Александр Кун из лаборатории Буркхолдера и другие коллеги провели комплексное исследование ретротранспозонов LINE-1 в геномах 20 особей азиатского происхождения. Исследовательская группа, в которую вошли ученые из Сингапура и США, обнаружила, что в среднем у человека имеется более 800 ретротранспозонов LINE-1. Несмотря на их высокую распространенность, эти важные генетические элементы не были должным образом учтены в стандартных массивах, разработанных для полногеномного анализа болезней человека или естественных вариаций.
Исследователи показали, что такая оплошность связана не с технической ошибкой, а с ограничением наиболее часто используемых методологий. В частности, они обнаружили, что буквенные различия ДНК, известные как однонуклеотидные полиморфизмы (SNP), измеренные на массивах, не тесно связаны с соседними элементами LINE-1, и, следовательно, стандартные массивы не смогли их “ пометить ”.
Чтобы привязать ретротранспозоны LINE-1 к соседним SNP, команда Беркхолдера объединила информацию LINE-1 с данными полногеномного секвенирования, собранными в рамках проекта 1000 Genomes Project – масштабных международных усилий по созданию подробной карты генетической изменчивости человека. Они обнаружили, что большинство элементов LINE-1 действительно могут быть тесно связаны с SNP. По мнению Куна, это означает "что полногеномные ассоциативные исследования их фенотипических эффектов могут быть проведены на основе генотипирования SNP в больших популяциях людей."
Чтобы доказать это, исследователи провели новый анализ, а затем изучили генетические последовательности, окружающие мобильные генетические элементы. Таким образом, они нашли доказательства недавнего положительного отбора, а это означает, что некоторые ретротранспозоны LINE-1 давали эволюционное преимущество, когда прыгали в новые места в геноме. Это можно было увидеть в необычно длинных блоках ДНК, окружающих несколько ретротранспозонов LINE-1 – признак того, что генетические элементы и их фланкирующие последовательности пронеслись через популяцию.