Husker du på videregående eller høyskole, da du lærte om alt det DNA inni deg som var søppel? Strengene og strengene av tullkode som ikke hadde noen funksjon? En nylig blitz av papirer fra ENCODE-prosjektet har verden forbløffet over nyheter som vil rive den ideen fra hverandre.
Men som mange ting som fester seg i tekstbøker lenge etter at vitenskapen har gått videre, trenger ikke "søppel-DNA" -ideen som ENCODE motbeviste, i utgangspunktet å motbevise. Selv i 1972 anerkjente forskere at bare fordi vi ikke visste hva bestemte DNA-regioner gjorde, ikke gjorde dem søppel.
Pressemeldingen deres kan ha vært ganske spennende:
De hundrevis av forskere som jobber med ENCODE-prosjektet har avslørt at mye av det som har blitt kalt 'søppel-DNA' i det menneskelige genom, faktisk er et massivt kontrollpanel med millioner av brytere som regulerer aktiviteten til genene våre. Uten disse bryterne ville ikke gener fungere - og mutasjoner i disse regionene kan føre til menneskelig sykdom. Den nye informasjonen levert av ENCODE er så omfattende og sammensatt at den har gitt opphav til en ny publiseringsmodell der elektroniske dokumenter og datasett er sammenkoblet.
Og til og med New York Times ' Gina Kolata kjøpte sprøytenarkoman:
Nå har forskere oppdaget en viktig ledetråd for å avdekke disse gåtene. Det menneskelige genomet er pakket med minst fire millioner genomkoblere som bor i biter av DNA som en gang ble avvist som "søppel", men som viser seg å spille kritiske roller for å kontrollere hvordan celler, organer og annet vev oppfører seg. Funnet, som anses som et stort medisinsk og vitenskapelig gjennombrudd, har enorme implikasjoner for menneskers helse fordi mange komplekse sykdommer ser ut til å være forårsaket av små endringer i hundrevis av genbrytere.
Men bloggeren og Berkeley-biologen Michael Eisen forklarer problemet med både pressemeldingen og pressedekningen så langt:
Det er riktig at avisen beskriver millioner av sekvenser bundet av transkripsjonsfaktorer eller utsatt for fordøyelse av DNase. Og det er sant at mange godkjente reguleringssekvenser vil ha disse egenskapene. Men som selv forfatterne innrømmer, at bare en brøkdel av denne sekvensen faktisk vil vise seg å være involvert i genregulering. Så det er rett og slett usant å påstå at avisene har identifisert millioner av brytere.
Til og med Ewan Birney, forskerne som gjorde dataanalysen for ENCODE-prosjektet, prøvde å fjerne forvirringen. Han forklarer på bloggen sin at påstanden i disse studiene - at omtrent 80 prosent av genomet er “funksjonelt” - ganske enkelt betyr at omtrent 80 prosent av det menneskelige genomet har biokjemisk aktivitet. Birney skriver:
Dette spørsmålet henger sammen med ordet “funksjonell”, så la oss prøve å takle dette først. Som mange engelskspråklige ord er “funksjonell” et veldig nyttig, men kontekstavhengig ord. Betyr et "funksjonelt element" i genomet noe som endrer en biokjemisk egenskap til cellen ( dvs. hvis sekvensen ikke var her, ville biokjemien være annerledes) eller er det noe som endrer en fenotypisk observerbar egenskap som påvirker helheten organisme? På deres grenser (med tanke på at alle biokjemiske aktiviteter er en fenotype), smelter disse to definisjonene sammen. Etter å ha brukt lang tid på å tenke på og diskutere dette, fungerer ikke en eneste definisjon av “funksjonell” for alle samtaler. Vi må være presise om konteksten. Pragmatisk definerer vi i ENCODE kriteriene våre som "spesifikk biokjemisk aktivitet" - for eksempel en analyse som identifiserer en serie baser. Dette er ikke hele genomet (så for eksempel ting som å "ha en fosfodiesterbinding" ikke ville være kvalifisert). Vi deler dette inn i forskjellige analyseklasser; i synkende rekkefølgen av dekning er dette: RNA, "brede" histonmodifikasjoner, "smale" histonmodifikasjoner, DNaseI-overfølsomme steder, transkripsjonsfaktor ChIP-seq-topper, DNaseI-fotavtrykk, transkripsjonsfaktorbundne motiv og til slutt Exons.
Og til og med Birney er faktisk ikke overrasket over 80 prosent tallet.
Som jeg har påpekt i presentasjoner, bør du ikke bli overrasket over 80% -tallet. Tross alt er 60% av genomet med den nye detaljerte manuelt gjennomgåtte (GenCode) merknaden enten eksonisk eller intronisk, og et antall av analysene våre (for eksempel PolyA-RNA og H3K36me3 / H3K79me2) forventes å markere all aktiv transkripsjon. Så å se ytterligere 20% over disse forventede 60% er ikke så overraskende.
Det betyr ikke at ENCODEs arbeid ikke er interessant eller verdifullt. Ed Yong ved Not Exactly Rocket Science forklarer at selv om ENCODE kanskje ikke sprenger vår genomiske verden, er det fortsatt veldig viktig:
At genomet er sammensatt vil ikke komme som noen overraskelse for forskere, men ENCODE gjør to ferske ting: det katalogiserer DNA-elementene som forskere kan pore over; og det avslører hvor mange det er. "Genomet er ikke lenger et tomt vidde - det er tettpakket med topper og vingler av biokjemisk aktivitet, " sier Shyam Prabhakar fra Genome Institute of Singapore. “Det er nuggets for alle her. Uansett hvilket stykke av genomet vi tilfeldigvis studerer i et bestemt prosjekt, vil vi dra nytte av å slå opp de tilsvarende ENCODE-sporene. ”
Interessant og viktig ja. Men er det sjokkerende å oppdage at mye av DNAet vårt har en funksjon? Nei.
Mer fra Smithsonian.com:
Fremtidens bøker kan skrives i DNA
Rask og billig DNA-sekvensering i horisonten?
