Исследователи из University of Michigan Life Sciences Institute и Howard Hughes Medical Institute установили, что сателлитная ДНК, рассматриваемая как "ненужная ДНК ," играет критическую роль в удержании генома в целостности.

Их находки показывают, что эти генетические "отбросы" осуществляют жизненно важную функцию, гарантируя, что пучки хромосом будут уложены правильно внутри ядра клетки. Эта функция, по-видимому, законсервирована у многих видов.

Эта перицентромерная сателлитная ДНК состоит из очень простых, сильно повторяющихся последовательностей генетического кода. Хотя она составляет существенную часть нашего генома, сателлитная ДНК не содержит инструкций по продукции каких-либо специфических белков. Более того, её повторяющаяся природа, как полагают, делает геном менее стабильным и более чувствительным к повреждениям и болезням. Вплоть до недавнего времени ученые полагали, что эта т. наз. "junk" или "эгоистическая" ДНК не выполняет какой-то реальной роли.

"Но мы не были полностью убеждены идеей, что это просто геномные отбросы," говорит Yukiko Yamashita. "Если мы активно не нуждаемся в ней и если не имеем её, это должно придавать нам преимущество, тогда эволюция, по-видимому, должна была избавиться от неё. Но этого не произошло."

Yamashita с коллегами решилт посмотреть, что произойдет, если клетка не будет использовать эту перицентромерную сателлитную ДНК. Поскольку она всё ещё существует в виде длинных, повторяющихся последовательностей, поэтому исследователи не просто мутировали или удаляли всю сателлитную ДНК из генома. Вместо этого подошли к вопросу посредством D1, белка, как известно, связанного с сателлитной ДНК. Исследователи удаляли D1 из клеток модельного организма, Drosophila melanogaster (плодовой мушки). Исследователи сразу же отметили, что зародышевые клетки -- клетки, которые в конечном итоге развиваются в спермии и яйцеклетки -- погибают.

Дальнейший анализ выявил, что погибающие клетки имели сформировавшиеся микро-ядра или крошечные зародыши, вне ядра, они включали кусочки генома. Без целостного генома, заключенного в ядро, клетка нежизнеспособна.

Исследователи полагают, что белок D1 закреплен на сателлитной ДНК, чтобы удерживать все хромосомы вместе в ядре. Если белок D1 не может удерживать сателлитную ДНК, то клетки теряют свою способность формировать целое ядро и поэтому погибают.

"Это подобно формированию букета," говорит Yamashita. "Белок имеет множественные сайты связывания, так что он может связывать многие хромосомы и упаковывать их вместе, предупреждая отток отдельных хромосом из ядра."

Исследователи провели сходные эксперименты, используя мышиные клетки и получили тот же самый результат: когда они удаляли белок, который обычно связан с мышиной сателлитной ДНК, то клетки снова формировали микроядра и погибали.

Сходные результаты, полученные на мухах и мышах привели исследователей к мнению, что сателлитная ДНК важна для жизнеспособности клеток, не только у модельных организмов, но и у видов, которых ДНК заключена в ядро.