Mobile genetiske elementer, der ændrer funktionen af ​​nærliggende gener

Raúl Castanera-Andrés, en ingeniør i Agri-Food Engineering and Rural Environment Department ved NUP/UPNA-Public University of Navarra, har arbejdet med at påvise mobile genetiske elementer (transposoner) i basidiomycetesvampe, en type velkendte svampe, fordi de producerer spiselige svampe og er aktive nedbrydere af lignocelluloseaffald.

Transposoner er DNA-fragmenter, der er i stand til at "springe" fra en kromosomregion til en anden og forårsage permanente ændringer i genomet. I sit studie, Forskeren har vist, at udover at forårsage mutationer og omorganisering i genomet, nogle transposoner kan afbryde funktionen af ​​generne i deres nærhed, dermed dæmpe ekspressionen af ​​det pågældende gen og forhindre proteinet kodet for det i at blive syntetiseret.

Molekylærbiologiens berømte centrale dogme, udtalt af Francis Crick, fastslår, at den genetiske information, der er lagret i generne, overføres fra DNA'et til RNA'et (et molekyle meget lig DNA'et), som bruges som skimmelsvamp til at fremstille proteinerne. "Vi har set, at når en transposon indsættes i nærheden af ​​et gen, produktionen af ​​dets RNA kan blive ændret, og derfor kan proteinet kodet for det reduceres eller endda helt elimineres, " forklarede Raúl Castanera. Hvad mere er, gennem en sammenlignende analyse af transkriptomer (den globale samling af transkripter af generne, der er til stede i en organismes genom), denne mekanisme er kun set at være til stede i arter, der har aktivt cytokin-methyleringsmaskineri.

Indvirkning af transposoner på genomet

I mange år har betydningen af ​​transposoner været undervurderet på grund af det faktum, at de ikke er en del af genomets kodende region. Alligevel er disse elementer meget rigelige i eukaryote genomer, da de udgør omkring 50 % af det menneskelige genom og omkring 85 % af genomet af visse planter, såsom majs.

Hvad er mere, deres mobile natur betyder, at de er væsentlige elementer i udviklingen af ​​eukaryote organismer. Selvom de nogle gange kan udgøre en adaptiv fordel, de mutationer, som disse elementer forårsager, fører i det hele taget til negative konsekvenser for organismen. "I tilfælde af svampe, der producerer svampe, multiplikationen af ​​disse elementer fører til degeneration af sorten, hvilket udmønter sig i manglende stabilitet af de dyrkede stammer, ændringer i deres vækst og fald i produktionen. På den anden side, basidiomycetesvampe producerer et stort udvalg af proteiner af industriel interesse, og transposonaktivitet kan blokere produktionen af ​​disse proteiner, " påpegede han.

Bioinformatiske værktøjer

Efter at have studeret genomet af adskillige arter, Raúl Castanera udviklede bioinformatiske værktøjer, der sætter ham i stand til at identificere tusindvis af transposon-insertioner og opnå detaljerede kort over tilstedeværelsen af ​​disse elementer i over 70 basidiomycetesvampe, hvoraf mange er af stor betydning i den bioteknologiske og agro-fødevareindustri.

Informationen fra disse kort kunne bruges, blandt andet, til molekylær typebestemmelse af svampe eller til udvikling af bioteknologiske værktøjer, der gør det muligt at identificere ukendte geners funktion.

Endelig, under sin forskning lavede han annotering af genomet af den lignin-nedbrydende svamp Coniophora olivácea og af genomet fra den patogene druesvamp Elsinoë ampelina, hvis sekventering blev koordineret af NUP/UPNA's Genetics and Microbiology Group som en del af det internationale "1000 Fungal Genomes Project."