高校や大学で、自分の中にあるジャンクなDNAをすべて知ったときのことを覚えていますか？ 機能のない文字列とナンセンスコードの文字列？ ENCODEプロジェクトからの最近の大量の論文は、そのアイデアをばらばらにするニュースで世界を騒がせています。
しかし、科学が進歩してからずっとずっと教科書に残っている多くのものと同様に、ENCODEが反証した「ジャンクDNA」のアイデアは、そもそも反証する必要はありませんでした。 1972年でさえ、科学者たちは、特定のDNA領域が何をしたかわからなかったからといって、それらをジャンクにしないことを認識していました。
彼らのプレスリリースは非常にエキサイティングだったかもしれません：
ENCODEプロジェクトに取り組んでいる数百人の研究者は、ヒトゲノムで「ジャンクDNA」と呼ばれているものの多くは、実際に遺伝子の活性を調節する数百万のスイッチを備えた巨大なコントロールパネルであることを明らかにしました。 これらのスイッチがなければ、遺伝子は機能しません。これらの領域での突然変異は、人間の病気につながる可能性があります。 ENCODEによって配信される新しい情報は非常に包括的かつ複雑であるため、電子文書とデータセットが相互接続される新しい公開モデルを生み出しています。
そして、 The New York Timesの Gina Kolataでさえ誇大広告を買いました。
現在、科学者はこれらの謎を解くための重要な手がかりを発見しました。 ヒトゲノムには少なくとも400万個の遺伝子スイッチが詰め込まれており、これらはかつて「ジャンク」として却下されていたDNAの一部に存在しますが、細胞、臓器、その他の組織の挙動を制御する上で重要な役割を果たすことが判明しています。 多くの複雑な病気は何百もの遺伝子スイッチの小さな変化によって引き起こされるようであるため、この発見は医学および科学の大きなブレークスルーと見なされ、人間の健康に多大な影響を及ぼします。
しかし、ブロガーでありバークレーの生物学者であるマイケル・アイゼンは、これまでのプレスリリースと報道の両方の問題について説明しています。
この論文は、転写因子によって結合された、またはDNaseによる消化を受けやすい数百万の配列を説明しているのは事実です。 そして、多くの真正な調節配列がこれらの特性を持つことは事実です。 しかし、著者も認めているように、これらの配列のごく一部のみが実際に遺伝子調節に関与していることが判明します。 したがって、この論文が何百万ものスイッチを特定したと主張するのは、単純に間違っています。
ENCODEプロジェクトのデータ分析を行った科学者であるEwan Birneyでさえ、混乱を解消しようとしました。 彼は自分のブログで、これらの研究の主張-ゲノムの約80パーセントが「機能的」であるということは、単にヒトゲノムの約80パーセントが生化学的活性を持っていることを意味します。 バーニーはこう書いている：
この質問は「機能的」という言葉にかかっているので、まずこれに取り組みましょう。 多くの英語の単語と同様に、「機能的」は非常に便利ですが、文脈依存の単語です。 ゲノムの「機能的要素」とは、細胞の生化学的特性を変化させるもの（ つまり 、配列がここになければ生化学が異なる）を意味するのか、それとも全体に影響する表現型的に観察可能な形質を変化させるものを意味するのか生物？ それらの限界（表現型であるすべての生化学的活動を考慮して）で、これら2つの定義はマージします。 これについて長い間考え、議論してきましたが、すべての会話に「機能的」の定義が1つではありません。 コンテキストについて正確にする必要があります。 実際には、ENCODEでは、基準を「特定の生化学的活性」として定義します。たとえば、一連の塩基を識別するアッセイです。 これはゲノム全体ではありません（たとえば、「ホスホジエステル結合を持っている」などは対象外です）。 次に、これを異なるクラスのアッセイにサブセット化します。 これらは、RNA、「広範な」ヒストン修飾、「狭い」ヒストン修飾、DNaseI過敏部位、転写因子ChIP-seqピーク、DNaseIフットプリント、転写因子結合モチーフ、最後にエクソンです。
そして、バーニーでさえ80パーセントの数字に実際には驚いていません。
プレゼンテーションで指摘したように、80％という数字に驚かないでください。 結局、新しい詳細な手動レビュー（GenCode）アノテーションを含むゲノムの60％はエキソニックまたはイントロンのいずれかであり、多くのアッセイ（PolyA-RNA、H3K36me3 / H3K79me2など）がすべてのアクティブな転写をマークすると予想されます。 そのため、この予想される60％に対してさらに20％を追加しても、それほど驚くことではありません。
それは、ENCODEの仕事が面白くも価値もないということではありません。 Not Exactly Rocket ScienceのEd Yong氏は、ENCODEがゲノムの世界を破壊することはないかもしれないが、それでも非常に重要だと説明しています。
ゲノムが複雑であることは科学者にとって驚くことではありませんが、ENCODEは2つの新しいことを行います。 そして、それはどれだけあるかを明らかにします。 「ゲノムはもはや空の広大さではありません。生化学的活動のピークと小刻みにぎっしり詰まっています」とシンガポールゲノム研究所のシャム・プラバカールは言います。 「ここには皆のためのナゲットがあります。 特定のプロジェクトでゲノムのどの部分を研究している場合でも、対応するENCODEトラックを検索することでメリットが得られます。」
面白くて重要なはい。 しかし、私たちのDNAの多くが機能を持っていることを見つけるのは衝撃的ですか？ いや
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