Рибонуклеотиды названы новым элементом архитектуры человеческого генома 19.09.2026

Человеческий геном принято представлять как чрезвычайно сложную систему хранения генетической информации, однако ученые продолжают находить в нем особенности, которые заставляют по-новому взглянуть на принципы работы ДНК. Одно из таких открытий связано с небольшими фрагментами РНК, способными встраиваться непосредственно в молекулу ДНК. Команда под руководством Франчески Сторечи (Francesca Storici) из Технологического института Джорджии обнаружила, что распределение этих рибонуклеотидов по ядерному геному человека подчиняется определенным закономерностям и может быть связано с пространственной организацией ДНК.

В норме ДНК и РНК существуют в клетке как разные молекулы и выполняют различные задачи. Однако во время обычных клеточных процессов отдельные строительные элементы РНК - рибонуклеотиды - иногда оказываются встроенными непосредственно в цепь ДНК. Сам факт существования таких вкраплений был известен специалистам и ранее, но долгое время оставалось неясным, где именно они располагаются в масштабах всего генома и имеют ли какое-либо самостоятельное биологическое значение.

Чтобы разобраться в этом вопросе, группа Франчески Сторечи совместно с несколькими научными учреждениями создала подробную карту расположения встроенных рибонуклеотидов в ядерной ДНК человека. Анализ полученных данных показал, что эти элементы распределены далеко не случайным образом. Они образуют характерные пространственные узоры, связанные с определенными особенностями организации генетического материала. Совокупность обнаруженных закономерностей исследователи назвали ядерным "рыбомом" человека.

Особенно примечательно то, где именно концентрация рибонуклеотидов оказывается наиболее высокой. Исследователи обнаружили их большое количество рядом со стартовыми участками активных генов - зонами, в которых клетка начинает считывать генетическую информацию для последующего синтеза РНК. Причем количество таких встроенных элементов увеличивается вместе с активностью соответствующего гена. Это наблюдение указывает на возможную связь между присутствием рибонуклеотидов и интенсивностью работы генетического участка.

Такая связь приобретает особое значение из-за механических особенностей активной ДНК. Когда клетке неоднократно требуется получить доступ к определенному гену, двойная спираль постоянно раскручивается и вновь закручивается. В результате возникает суперспирализация - дополнительная пространственная закрутка молекулы ДНК, тесно связанная с процессом транскрипции. Эксперименты исследователей показали признаки того, что встроенные рибонуклеотиды способны влиять на степень такой закрутки.

Более того, ученые установили, что удаление рибонуклеотидов или изменение способов их обработки может приводить к изменению состояния суперспирализации ДНК. Это наблюдение существенно меняет прежний взгляд на подобные фрагменты. Ранее их преимущественно рассматривали как случайные молекулярные ошибки, которые специальные клеточные системы должны обнаруживать и устранять. Теперь появляется основание предполагать, что в определенных условиях они могут участвовать в регулировании физической организации генома.

Таким образом, обнаруживается неожиданная связь сразу между несколькими уровнями работы наследственного материала. Химический состав ДНК оказывается связан с ее трехмерной топологией, а пространственная организация молекулы, в свою очередь, может иметь отношение к тому, насколько активно считываются отдельные гены. Полученная карта "рыбома" поэтому рассматривается авторами не просто как каталог необычных молекулярных вкраплений, а как потенциально новый слой информации, до сих пор остававшийся практически невидимым для исследователей.