ENCODE, le génome revisité: aucun ADN poubelle

Le projet ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements) est l'effort collectif le plus important ces dernières années pour comprendre le génome humain, une deuxième lecture. Vient de paraître 30 articles dans des revues scientifiques de très haut niveau qui changent notre perception du génome. Le résultat principal de l'étude est dévastateur: pas d'ADN poubelle.

L'ADN est une structure linéaire qui constitue notre génome. C'est une longue chaîne contenant quatre bases azotées (adénine appels → A, T → thymine, la cytosine et la guanine → C → G). Sa longueur est d'environ deux mètres et possède 3 milliards de ces bases ou des lettres A, T, C ou G. Certaines parties de ce gènes constitutifs de la chaîne. Un gène est une séquence spécifique de bases nucléiques. 25.000 gènes connus dans le génome humain. Les gènes codent pour des protéines , les molécules dont nous sommes faits. Tout d'une cellule vivante contient l'ADN même, le même génome (qui à son tour est différente du reste du génome des êtres vivants avec quelques exceptions comme les jumeaux).

Les protéines sont des molécules biologiques dont nous sommes faits. Presque toutes les protéines impliquées fonctions vitales. On estime que le corps humain entre deux cents et quatre cents mille protéines. Les protéines formant les étapes suivantes: ADN -> ARN - Protéines>.

En 2001, le génome humain a été séquencé. C'était un pas de géant dans la mise en place de la séquence des 3 milliards de lettres A, T, C ou G. Nous savons que l'ordre des lettres dans le génome, mais ne sais pas ce que cela signifie et comment cela fonctionne. ENCODE est un effort pour comprendre son fonctionnement . Le génome est un livre que nous ne savons pas encore déchiffrer.

Une des surprises du séquençage du génome humain est que seulement 1,5% du génome se compose de gènes codant des protéines. Il ya d'énormes portions de séquences répétitives sans fonction connue.

Dans l'une des plus massives stupidités la science a été désignée l'ADN codant pour des protéines qui ne sont pas, de l'ADN poubelle. Comme il n'a pas de fonction connue, est inutile et est donc ordures. C'est comme un livre photocopié. Les dysfonctionnements photocopieur et rend parfois plusieurs copies de la même page. Photocopies Il travaille pour des millions d'années et l'accumulation de pages inutiles.

C'est complètement contre-intuitif et entre en collision avec le sens commun. Organismes sont vivants ont un génome de seulement 1,5% est utile, mais garde le reste car ils n'ont pas pris la peine? Comme si la nature pouvait se permettre de gaspiller tant d'énergie.

Si toutes les cellules d'un être vivant contiennent le même génome, pourquoi sont des cellules différentes? Chaque cellule exprime seulement une partie des gènes qu'il contient. Donc une cellule musculaire est différent d'un neurone ou une peau. À leur tour, les gènes sont en permanence des protéines pour remplacer ceux endommagés ou réagir aux changements dans l'environnement.

Il ya donc un concept clé: l'expression des gènes. De tout temps et dans toutes les cellules exprimé et fabriquer une protéine et pas d'autres. En regardant le nombre de gènes et de protéines, nous voyons qu'il ya dix fois plus que le précédent. Autrement dit, chaque gène peut être exprimé de différentes manières et être fabriqués moyenne dix protéines. Un des mystères cachés dans le génome est de savoir comment si peu de gènes peut construire un organisme aussi complexe que chez l'homme. Rappelez-vous que il ya 85 milliards de neurones et des milliards d'autres cellules, chacune ayant une fonction spécifique et à sa place. Est-ce à partir de seulement 25.000 gènes? Comment un tel petit nombre de gènes déterminent le sort de milliards de cellules?

Le projet ENCODE a produit 30 articles dans des revues scientifiques prestigieuses qui changent notre concept du génome. Et ce n'est que le début. Une découverte est que 80% de l'ADN est transcrit en ARN. C'est-à-fait quelque chose. Le projet a étudié 147 types de cellules, mais le corps humain possède plusieurs milliers de types. On peut supposer que, comme nous procédons, nous concluons que l'ensemble du génome est fonctionnel. Le grand avantage est que les techniques moins chères ont maintenant plus d'un million de fois le coût de celles utilisées dans le séquençage du génome en 2001.

Il apparaît que 80% atteindra 100%. Nous avons redondants longues chaînes d'ADN. La métaphore de l'ADN poubelle est erroné. (Ewan Birney, coordinateur du projet).

Qu'est-ce que le reste du génome qui ne codent pour des protéines? La plupart ne savent pas, mais dans certains cas oui, et en général on peut dire que pour servir les gènes sont exprimés ou non, grand ou petit, être mélangé avec d'autres gènes et produire différentes protéines. Ce qui jusqu'à présent était l'ADN poubelle semble être le tableau de bord de l'expression génique.

Un concept important est de considérer que les protéines sont en trois dimensions. L'ADN est une chaîne linéaire. Y est transcrit en une protéine est aussi initialement rectiligne. Mais alors plié dans l'espace . La forme qu'elle prend dans l'espace est cruciale pour le rôle. La protéine se lie à d'autres substances en raison de sa forme. C'est comme une serrure et une clé. Savoir comment le repliement des protéines et il ya beaucoup de recherches pour savoir. Au moment de plier, éléments terminaux éloignés étant assemblés entre eux. Cela signifie qu'un morceau d'ADN peut modifier l'activité d'une partie très loin. Le nouveau projet a découvert plus de 1000 commutateurs sur un gène agissant à distance.

Les scientifiques ont étudié la relation entre les maladies et le génome d'une série d'œuvres appelées GWAS, l'ensemble du génome des études d'association. Ils ont découvert une longue liste de variations sur les lettres de l'ADN qui sont en corrélation avec le risque de diverses maladies. Il s'avère que la grande majorité de ces changements ne sont pas dans les gènes mais dans les nouvelles régions non codantes du génome, anciennement appelé ADN poubelle. Mais trouver les causes génétiques de la maladie est un processus très complexe. Appels monogéniques peu, celles causées par un seul gène. La plupart des maladies impliquent plusieurs gènes.

ENCODE conduit même redéfinir gène . Dans les cas où un gène est dispersée par les différentes parties du génome ou même la région d'ADN appartient à plus d'un gène. Peut-être le nouvel élément de base, mais non la transcription des gènes, la partie minimale pour l'obtention d'ARN ADN

L'atome du génome est transcrit. Ce sont les unités de base qui sont touchés par mutation et sélection. Ainsi, un gène est une collection de transcriptions liées par un facteur commun (Tom Gingeras, enquêteur en chef).

Les segments d'ADN contenant de nouveaux sites de couplage d'une enquête où ils se collent et d'autres protéines activer ou désactiver l'expression des gènes. Ou sont les bits qui sont lus et transcrits en ARN. O contrôler si les gènes sont trancriben venir que plus de 70.000 développeurs. Ou d'influencer l'activité d'autres gènes parfois très éloignés comme des facilitateurs plus de 400.000. ou affecter la façon dont l'ADN se replie e emballés.

Certains doutent que nous avons supprimé l'ADN poubelle. Les exemples sont pour tout le monde. Comment est-il possible que les humains «besoin» de 100% de l'ADN non codant, mais un blowfish fonctionne bien le 1/10 et une grande salamandre a au moins 4 fois plus? Un oignon est cinq fois plus d'ADN non codantes que nous. Vous ne savez toujours besoin du concept d'ADN poubelle?

En 2001, nous avons vu une montagne lointaine avec le séquençage du génome. En 2012, avec juste ENCODE projet, nous avons approché ses jupes. Fin de la partie supérieure, pour comprendre le génome, est un objectif pour lequel il ya encore un énorme effort.

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