Ewolucyjne uwarunkowania ekspresji genów
Kod genetyczny warunkuje dziedziczenie genów, lecz elementy regulatorowe określają czas i okoliczności, w których te geny ulegają ekspresji. Najistotniejsze dla regulacji genów są czynniki transkrypcyjne: białka, które wiążą się blisko genów i pomagają w ich transkrypcji. Wprawdzie każdy czynnik transkrypcyjny rozpoznaje określoną sekwencję DNA, jednak nie jest jasne, czemu wiążą tylko część takich miejsc w danym momencie. Wyjaśnienie mechanistycznych uwarunkowań doboru miejsc wiązania mogłoby pomóc zrozumieć mechanizmy, dzięki którym wyewoluowaliśmy tak, aby się różnić. W tym celu naukowcy z finansowanego przez UE projektu "Globally connecting single nucleotide variations to transcriptional regulation in vivo" (SNPS AND TF BINDING) badali korelację pomiędzy sekwencją genetyczną niekodujących części genomu i różnicami w fenotypie pomiędzy blisko spokrewnionymi gatunkami. Naukowcy korzystali z linii myszy, aby zidentyfikować ponad 50 000 miejsc wiązania 3 określonych czynników transkrypcyjnych (CEBPa, HNF4a i FoxA1) w całym genomie komórek wątroby. Sekwencjonowanie tych miejsc pozwoliło nie tylko określić, gdzie wiążą się poszczególne czynniki transkrypcyjne, ale też jaka jest siła takich wiązań. Naukowcy zaobserwowali zmiany zarówno dotyczące położenia, jak i siły wiązania w przypadku każdego z trzech analizowanych czynników transkrypcyjnych. Może to częściowo wynikać z różnic w sekwencjach genów, jednak był to istotny wskaźnik ewolucyjnej dywergencji w wiązaniu czynników transkrypcyjnych. Aby zbadać eksperymentalnie, czy zmiany w wiązaniu czynnika transkrypcyjnego mają wpływ na cały zestaw czynników transkrypcyjnych danego genu, wykorzystano jako model transgeniczną mysz bez czynnika transkrypcyjnego istotnego dla rozwoju i czynności wątroby (CEBPa). Nie stwierdzono istotnych zmian w wiązaniu pozostałych czynników transkrypcyjnych, prawdopodobnie dzięki działaniu kompensacyjnemu podobnych czynników transkrypcyjnych. Podsumowując, dane uzyskane w projekcie SNPS AND TF BINDING potwierdzają teorię, że mimo zachowawczości funkcji i ekspresji genów większość czynników transkrypcyjnych jest swoista gatunkowo. Ta wiedza zbliża nas do lepszego zrozumienia przyczyny i mechanizmów powstawania różnic w fenotypach.