אתה זוכר בתיכון או במכללה, כשנודע לך על כל ה- DNA שבתוכך שהיה זבל? המיתרים והמיתרים של קוד שטויות שלא היה להם שום תפקיד? מבזקי העיתונים שפרסמו לאחרונה מ- ENCODE מפרגנים את העולם בחדשות שקרעו את הרעיון הזה.
אבל כמו הרבה דברים שמסתובבים בספרי לימוד זמן רב לאחר שהמדע עבר הלאה, רעיון ה- "DNA זבל" ש- ENCODE הפריך, לא ממש צריך להפריך מלכתחילה. אפילו בשנת 1972, המדענים זיהו כי רק מכיוון שלא ידענו מה עשו אזורי DNA מסוימים, הם לא גרמו להם להיות זבל.
ההודעה לעיתונות שלהם אולי הייתה די מרגשת:
מאות החוקרים העובדים על פרויקט ENCODE חשפו שחלק גדול ממה שכונה 'DNA זבל' בגנום האנושי הוא למעשה לוח בקרה מסיבי עם מיליוני מתגים המסדירים את פעילות הגנים שלנו. ללא מתגים אלה, הגנים לא היו עובדים - ומוטציות באזורים אלה עלולות להוביל למחלות אנושיות. המידע החדש שנמסר על ידי ENCODE הוא כה מקיף ומורכב עד שהוליד מודל פרסום חדש בו קשורים יחדיו מסמכים אלקטרוניים וערכות נתונים.
ואפילו ג'ינה קולטה של הניו יורק טיימס קנתה את ההייפ:
כעת גילו מדענים רמז חיוני לפתיחת חידות אלה. הגנום האנושי עמוס לפחות בארבעה מיליון מתגי גנים השוכנים בחתיכות DNA שפוטרו בעבר כ"זבל ", אך מתברר כי הם ממלאים תפקידים קריטיים בבקרה כיצד התאים, האיברים ורקמות אחרות מתנהגות. לתגלית שנחשבת לפריצת דרך רפואית ומדעית משמעותית יש השלכות עצומות על בריאות האדם מכיוון שנראה כי מחלות מורכבות רבות נגרמות כתוצאה משינויים זעירים במאות מתגי גנים.
אבל הבלוגר והביולוג של ברקלי, מייקל אייזן, מסבירים את הבעיה עם ההודעה לעיתונות וגם עם הסיקור העיתונאי עד כה:
נכון שהמאמר מתאר מיליוני רצפים הקשורים בגורמי שעתוק או מועדים לעיכול על ידי DNase. ונכון שלרצפי רגולציה של בונא פודה רבים יהיו בעלי תכונות אלה. אך כפי שאפילו המחברים מודים, רק חלק מההשתלשלות הללו יתגלה למעשה כמעורב ויסות גנים. אז זה פשוט לא נכון לטעון שהעיתונים זיהו מיליוני מתגים.
אפילו יואן בירני, המדענים שעשו את ניתוח הנתונים עבור פרויקט ה- ENCODE, ניסה להבהיר את הבלבול. הוא מסביר בבלוג שלו כי הטענה במחקרים אלה - שכ- 80 אחוז מהגנום הוא "פונקציונלי" - פירושו של דבר הוא שכ- 80 אחוז מהגנום האנושי מקיים פעילות ביוכימית. בירני כותבת:
שאלה זו תלויה במילה "פונקציונלי" אז בואו ננסה להתמודד עם זה קודם. כמו מילים רבות בשפה האנגלית, "פונקציונלי" היא מילה שימושית מאוד אך תלויה בהקשר. האם משמעות של "יסוד פונקציונלי" בגנום פירושה משהו שמשנה תכונה ביוכימית של התא ( כלומר, אם הרצף לא היה כאן, הביוכימיה הייתה שונה) או שזה משהו שמשנה תכונה ניתנת לצפייה שפוגעת בכל אורגניזם? בגבולותיהם (בהתחשב בכך שכל הפעילויות הביוכימיות הן פנוטיפ), שתי ההגדרות הללו מתמזגות. לאחר שביליתי זמן רב במחשבה על זה ודיון בו, לא הגדרה אחת של "פונקציונאליות" עובדת לכל השיחות. עלינו לדייק את ההקשר. באופן פרגמטי, ב- ENCODE אנו מגדירים את הקריטריונים שלנו כ"פעילות ביוכימית ספציפית "- לדוגמה, assay המזהה סדרת בסיסים. זה לא הגנום כולו (כך למשל, דברים כמו "קיום קשר פוספודיאסטר" לא יהיו כשירים). לאחר מכן אנו קובעים את זה לשיעורים שונים של assay; בסדר הכיסוי יורד אלה הם: RNA, שינויים היסטונים "רחבים", שינויים בהיסטון "צרים", אתרים רגישים ל- DNaseI, שיאים של Chip-seq של פקטור התמליל, עקבות DNaseI, מוטיבים קשורים לגורם תמלול ולבסוף אקסונים.
ואפילו בירני לא ממש מופתעת מהמספר של 80 אחוזים.
כפי שציינתי במצגות, אינך צריך להיות מופתע מהנתון של 80%. אחרי הכל, 60% מהגנום עם ההערה המפורטת החדשה (GenCode) שנבדקה באופן ידני היא אקונית או אינטרונית, ומספר מהבחינות שלנו (כמו PolyA-RNA ו- H3K36me3 / H3K79me2) צפויים לסמן את כל התמלול הפעיל. אז לראות 20% נוספים על 60% צפויים זה לא כל כך מפתיע.
זה לא אומר שהעבודה של ENCODE אינה מעניינת או בעלת ערך. אד יונג ב- Not Exactly Rocket Science מסביר שלמרות ש- ENCODE אולי לא מתנפץ על העולם הגנומי שלנו, הוא עדיין חשוב באמת:
כי הגנום מורכב לא יפתיע מדענים, אולם ENCODE עושה שני דברים טריים: הוא מקטלג את יסודות ה- DNA שעליהם מדענים יתעמקו; וזה מגלה כמה יש. "הגנום כבר אינו מהווה רחבה ריקה - הוא עמוס בצפיפות בפסגות והנפות של פעילות ביוכימית", אומר שיאם פרבהאקר ממכון הגנום בסינגפור. "יש כאן נאגטס לכולם. לא משנה באיזה חלק מהגנום אנו לומדים במקרה בפרויקט מסוים, אנו נהנים מחפש את מסלולי ה- ENCODE המתאימים. "
מעניין וחשוב כן. אך האם זה מזעזע לגלות שלחלק גדול מה- DNA שלנו יש תפקיד? לא.
עוד מ- Smithsonian.com:
ספרי העתיד עשויים להיכתב ב- DNA
רצף DNA מהיר וזול באופק?
