Упродовж десятиліть значна частина людського геному залишалася майже «білою плямою» для науки. Повторювані ділянки ДНК довгий час вважалися непотрібними — так званою «сміттєвою ДНК». Причина була проста: наявні технології не дозволяли роздивитися ці фрагменти достатньо детально, щоб зрозуміти їхню роль. Але нові дослідження поступово змінюють цю картину. Те, що раніше вважалося генетичним «баластом», може виявитися ключовим елементом у роботі клітини — і навіть у розвитку раку. Невидимі ділянки геному, які можуть мати значення Особливу увагу вчених привернули так звані макросателіти SST1/NBL2 — повторювані ділянки ДНК, які довгий час залишалися майже невидимими для аналізу. Вони знаходяться в складних ділянках хромосом і характеризуються великою структурною повторюваністю. Дослідники з Барселонського університету та Інституту біомедичних досліджень Беллвітже IDIBELL разом із колегами з Університету Гете у Франкфурті дійшли висновку, що ці «мовчазні» ділянки геному можуть відігравати набагато важливішу роль, ніж вважалося раніше. Йдеться про потенційний вплив на організацію ядра клітини, регуляцію генів, стабільність хромосом і навіть механізми розвитку пухлин. Коли «сміттєва ДНК» перестає бути сміттям У нормальному стані ці повторювані ділянки беруть участь у тонких процесах регуляції генетичної активності. Але в ракових клітинах ситуація змінюється. Вчені виявили, що в пухлинах ці регіони часто втрачають метильні групи — процес, відомий як деметилювання. Це одна з найпоширеніших епігенетичних змін при онкологічних захворюваннях. У результаті змінюється робота ДНК у цих ділянках, і вони починають поводитися інакше, ніж у здорових клітинах. Молекули, які можуть впливати на клітину Окрему увагу дослідники приділили некодуючим РНК, які утворюються з цих повторюваних регіонів. Зокрема, йдеться про молекулу TNBL, що походить із SST1/NBL2. Вона здатна взаємодіяти з білками, які беруть участь у відновленні ДНК, регуляції сплайсингу та функціонуванні ядерця клітини. Це відкриває потенційний зв’язок між повторюваними ділянками геному та процесами, які безпосередньо впливають на розвиток пухлин. Втім, науковці підкреслюють: поки що незрозуміло, чи є ці механізми причиною раку, чи лише його наслідком. Хромосомна нестабільність і можливі наслідки Цікаво, що SST1/NBL2 пов’язані також із ділянками хромосом, де найчастіше відбуваються перебудови — так звані робертсонівські транслокації. Це один із найпоширеніших типів хромосомних змін у людини. У деяких випадках такі перебудови можуть бути пов’язані з появою трисомії 21, яка лежить в основі частини випадків синдрому Дауна Down syndrome. Однак дослідники наголошують: ці повторювані ділянки не є прямою причиною захворювання, а лише можуть впливати на стабільність хромосом. Подібні механізми вже відомі й для інших хвороб, наприклад м’язової дистрофії або рідкісних синдромів, пов’язаних із порушенням імунної системи та розвитку. Нові технології змінюють розуміння геному Головна причина, чому ці ділянки лише зараз почали активно вивчати, — технологічний прорив. Сучасні методи довгого секвенування, такі як Oxford Nanopore та PacBio, а також повні реконструкції геному від кінця до кінця, дозволили «побачити» ті частини ДНК, які раніше були приховані. Тепер вчені можуть аналізувати не лише окремі гени, а й складні повторювані структури, їхні варіації між людьми та навіть зміни в пухлинах. Дослідники планують вивчати, як саме працюють РНК, що походять із цих регіонів, і чи можуть вони відігравати активну роль у розвитку ракових процесів, а не бути лише побічним продуктом. Якщо ці гіпотези підтвердяться, повторювані ділянки ДНК можуть стати не просто об’єктом фундаментальної науки, а й новим інструментом у медицині — потенційними біомаркерами або навіть мішенями для терапії. Сьогодні ж зрозуміло одне: те, що колись називали «сміттєвою ДНК», дедалі більше схоже на одну з найменш розгаданих і водночас найважливіших частин людського геному.