За последние 60 лет ученые выяснили, что существует программа времени репликации, которая контролирует время и порядок репликации генетической информации, однако до сих пор они не могли объяснить существование такой конкретной временной последовательности. Изучая этот вопрос, международная группа ученых предположила, что реплицируется не только ДНК, но и все регуляторные молекулы, которые ее читают, а программа и процесс определения времени репликации может иметь определенную цель.

Время репликации обеспечивает идеальные условия для выбора: поддерживать ли все регуляторные факторы (эпигеном) и сохранять ту же функциональную интерпретацию и информацию в ДНК или изменить ее, чтобы вызывать новые функции, объясняют ученые. В рамках экспериментов, о которых рассказывает Phys.org, они удалили белок RIF1, необходимый для репликации ДНК, и обнаружили серьезные изменения в работе программы, в результате чего все сегменты хромосом реплицировались в разное время в разных клетках.

В момент начала репликации ассоциированные с ДНК регуляторные молекулы включались и начинали работать неправильно. С каждым новым этапом репликации их функция ухудшалась все сильнее и в результате трехмерная укладка хромосом также изменилась, показали наблюдения.

«Вероятно, нарушения работы эпигенома из-за сбоев программы времени репликации позволяет клетке более не выполнять свои обычные функции, а получать новые. Такие изменения могут иметь значительное негативное влияние на здоровье человека», — прокомментировал автор исследования Дэвид Гилберт.

Говоря о практическом применении, программа времени репликации обеспечивает ученых новым направлением для изучения молекулярных путей и биомаркеров, которые приводят к болезням. В результате открытий в этой области должны появиться новые способы более ранней и точной диагностики и новые лекарства для лечения, уверены авторы.

Например, ученые предполагают, что эпигеном может играть ключевую роль для превращения клеток в другие типы. Если гипотеза подтвердится, это окажет огромное влияние на применение стволовых клеток в регенеративной медицине.

Другое интересное открытие ранее сделали генетики из Великобритании. Их эксперимент показал, что из воздуха можно секвенировать ДНК животных и людей. В будущем такая технология может обеспечить качественный и экологичный мониторинг вымирающих видов животных.