Forskare har använt mänskliga celler sammansmälta med växt-DNA för att testa syftet med icke-kodande DNA i det mänskliga genomet. Experimentet visar att aktiviteten i denna så kallade 'mörka DNA' till stor del är slumpmässigt brus, vilket stöder idén att mycket av det är skräp. Resultaten utmanar påståenden om att hög aktivitet innebär funktion.
I årtionden har biologer debatterat rollen för icke-kodande DNA, som utgör cirka 98,8 procent av det mänskliga genomet. Medan ett projekt från 2012 vid namn ENCODE föreslog att över 80 procent av genomet är aktivt — vilket antyder betydelse — hävdade andra att denna aktivitet kunde vara rent brus.
År 2013 föreslog Sean Eddy vid Harvard University att infoga slumpmässig syntetisk DNA i mänskliga celler för att fastställa en baslinje för aktivitet. Att tillverka stora mängder syntetisk DNA visade sig dyrt, men forskarna Brett Adey och Austen Ganley vid University of Auckland i Nya Zeeland hittade ett naturligt alternativ. De analyserade människoväxt-hybridceller skapade i Japan, som innehåller 35 miljoner baspar DNA från Arabidopsis thaliana (thale cress).
Växter och djur divergerade från en gemensam förfader för minst 1,6 miljarder år sedan, vilket gör växt-DNA effektivt slumpmässigt ur ett mänskligt perspektiv, eftersom mutationer har ändrat varje plats flera gånger. Adey och Ganley mätte transkriptionsstartsiter — punkter där DNA kopieras till RNA — i icke-kodande regioner. De fann cirka 80 procent så många startsiter per kilobase i växt-DNA jämfört med mänskligt icke-kodande DNA.
«En stor mängd kan helt enkelt förklaras med bakgrundsbrus», sade Adey. «Detta verkar vara i stort sett förenligt med skräp-DNA-idén».
Resultaten tyder på att det mesta observerade aktiviteten, som rapporterats av ENCODE, är brus utan funktion. «Detta är en utmärkt demonstration av hur biologi verkligen är bullrig», kommenterade Chris Ponting vid University of Edinburgh. Dan Graur vid University of Houston kallade det «ännu mer experimentell bevisning som bekräftar det som varit uppenbart i åratal: det mesta av det mänskliga genomet är skräp».
Mänskligt DNA visade 25 procent mer aktivitet, vilket teamet ännu inte kan förklara men planerar att undersöka med maskininlärning. Resultaten har inte publicerats i en artikel ännu, men de stärker argumenten för att endast cirka 5 procent av genomet är evolutionärt bevarat och funktionellt. Evolutionen tål brus, som ibland kan leda till användbara innovationer, noterade Ganley.
