Miljontals nya reglerelement funna i människans arvsmassa

En internationell forskargrupp ledd av Kerstin Lindblad-Toh vid Uppsala universitet och Broad Institute i USA har kartlagt och jämfört 29 däggdjurs arvsmassa. Resultaten som nu publiceras i Nature visar på miljontals nya reglerelement i människans arvsmassa som på olika sätt styr hur protein bildas. Den nya kunskapen är viktig för att förstå hur mutationer i människans arvsmassa ger upphov till sjukdom.

Människans arvmassa kartlades för cirka tio år sedan, men dess funktion har varit svår att förstå. Att människan har drygt 20 000 gener har framkommit under de senaste åren bland annat genom jämförelse med arvsmassorna hos mus, råtta och hund.  Det har dock varit svårt att hitta de element i arvsmassan som avgör när, var och hur som gener skall bilda proteiner.

– Genom att jämföra ett stort antal däggdjur har vi kunnat skapa en katalog av miljontals reglersignaler som sitter både mellan och inom generna. Dessa signaler är otroligt viktiga för att göra oss människor till de komplexa organismer vi är, trots att våra gener är ganska lika alla andra ryggradsdjurs gener, berättar studiens huvudförfattare Kerstin Lindblad-Toh, Scientific Director of Vertebrate Genome biology, Broad Institute, USA och professor vid Institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi, Uppsala universitet.

Människans gener upptar bara cirka 1,5 procent av arvsmassan, medan reglerelement förefaller ta cirka tre gånger så mycket plats. Forskarna har nu kunnat visa var en majoritet av dessa reglerelement finns i arvsmassan. Genom att studera mönster i arvsmassorna, samt kombinera informationen med andra typer av genetiska data har man kunnat förstå hur många av dessa reglerelement fungerar.

– Signalerna vi hittar kan ha helt olika funktioner: De kan göra att olika celler använder olika varianter av viss gen eller att en gen stängs av om koncentrationen av ett visst ämne blir för hög i en cell. Vi ser framförallt att proteiner som styr fosterutvecklingen och nervsystemets funktion har väldigt många reglerelement, säger Kerstin Lindblad-Toh.

De reglerelement som hittats vid denna jämförelse mellan 29 däggdjur är viktiga för många av våra centrala funktioner som delas av placentala däggdjur. Forskarna letade dock också efter hur dessa element förändrats över tiden i olika däggdjursgrupper under anpassningen till olika livsbetingelser.

– Bland annat kan vi se vilka delar av proteiner och vilka reglerelement som förändrats snabbt hos primater och människor. Med hjälp av ytterligare något hundratal däggdjursarter räknar vi med att förstå funktionen av varje viktig bas i människans arvmassa och få en bättre uppfattning om hur förändringar i arvsmassan gjort gnagare till gnagare och primater till primater, säger Kerstin Lindblad-Toh.


För mer information, kontakta gärna:

Professor Kerstin Lindblad- Toh, Director för SciLifeLab Uppsala Institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi, Uppsala universitet +1 617 223 74 76, e-post: kerstin.lindblad-toh@imbim.uu.se eller genom Cecilia Johansson, tel: 018 471 45 25    

Lindblad-Toh K, et al. (2011) A high-resolution map of human evolutionary constraint using 29 mammals. Nature Oct 27; doi: 10.1038/nature10530