Flere funksjoner rapportert for repeterende "søppel"-DNA
Casey Luskin 11. juni 2026. Oversatt herfra

En ny artikkel i PNAS, "CTCF binder direkte G-quadruplex-strukturer for å regulere genomtopologi og genuttrykk" -lenke, utdyper flere funksjoner for antatt "junk-DNA" som bidrar til å skape funksjonelt relevante strukturer i DNA. I fjor skrev jeg om ikke-B-DNA (se her og her ). Det viser ikke nødvendigvis den typiske dobbeltspiralformede DNA-strukturen, men det kan danne unike former som bidrar til en rekke viktige genomiske funksjoner. Denne nye artikkelen utforsker en struktur kalt G-quadruplex (G4-er), en løkkeform som ofte oppstår i DNA-segmenter rike på guanin.

Bilde 1. DNA, men ikke junk-DNA

Artikkelen rapporterer at G4-er kan utføre en rekke funksjoner: "G4-bindingsaktiviteter i genomiske regulatorer av nukleosomombygging, paraspeckle-montering, RNA-spleising og tredimensjonal genomorganisering. Blant de fremtredende treffene identifiserer vi det genomiske arkitektoniske proteinet, CCCTC-bindingsfaktor (CTCF), som en av de sterkeste G4-binderne."

Den sistnevnte funksjonen er avgjørende, ettersom den gjenspeiler G4-strukturenes evne til å regulere storskala kromosomstrukturer:
G-kvadruplekser samhandler med flere kjerneproteinkomplekser involvert i viktige genomiske prosesser. Vi fant at det genomiske arkitektoniske proteinet, CCCTC-bindingsfaktor (CTCF), binder seg direkte til G4-er, og denne interaksjonen er viktig for regulering av genomtopologi og genuttrykk. Arbeidet vårt avdekker de arkitektoniske rollene til G4-strukturer i genomet og bidrar med viktig innsikt i G4-biologi og 3D-genomorganisering.

Bilde 2. Kjente funksjoner til junk-DNA

En rekke genomiske funksjoner
Dermed bidrar disse G4-strukturene til en rekke genomiske funksjoner, og viktigst av alt, de bidrar til å danne Topologisk Assosierende Domener (TAD-er) som kontrollerer genomets 3D-struktur:
På skalaer fra titalls til hundrevis av kilobaser settes genomet videre sammen til selvinteraksjonelle regioner kjent som Topologisk Assosierende Domener (TAD-er), med høyere tilbøyelighet til genomiske interaksjoner observert innenfor, snarere enn mellom TAD-er. TAD-er medierer forsterker-promotor-interaksjoner og er viktige for celletypespesifikke genuttrykks-programmer. Interessant nok er det vist at G4-er er beriket ved TAD-grenser og involvert i å regulere isolasjonsstyrken til TAD-er.
Artikkelen foreslår en modell som involverer "CTCF-G4-interaksjon i mediering av langtrekkende kromatinløkker for å definere stabile kromatinløkker eller grenser for Topologisk Assosierende Domener (TAD-er)."

Så hvorfor er dette viktig?
En rekke artikler bemerker at repetitivt DNA - den nøyaktige typen DNA som våre junk-DNA-forsvarende venner forsikrer oss om må være funksjonsløst - er avgjørende for å danne disse G4-strukturene:
Ambrus et al. (2006): Diskuterer hvordan telomeriske repetisjoner hos mennesker danner G-kvadruplekser.
Bryan (2020): Gjennomgår hvordan telomerisk repetisjons-DNA danner G-kvadruplekser.
Waisertreiger et al. (2025): Diskuterer hvordan pericentromerisk tandem-repetisjons-DNA danner G4-er.
Nakagama et al. (2006): Diskuterer hvordan guaninrikt kort tandem-repetisjons-DNA danner G4-er.
Zhou et al. (2014): Diskuterer hvordan den repeterende DNA-sekvensen "GGGGCC" danner G4-er.

Bilde 3. 'Ikke-kodende' regioner har regulerende funksjoner

Piazza et al. (2017): Forklarer hvordan minisatellitt-tandem-repetisjonssekvenser bidrar til dannelse av G-kvadruplekser.
Adrian et al. (2014): Viser hvordan en minisatellitt-repetisjonssekvens danner G4-er.
Raguseo et al. (2023): Forklarer hvordan den repeterende DNA-sekvensen "GGGGCC" danner G4-er.
Bauer et al. (2011): Viser at repeterende telomersekvenser danner G4-er.
Geng et al. (2024): Viser at G4-er dannes av repeterende DNA.

Disse artiklene viser at ulike typer repeterende DNA, inkludert telomerer, minisatellitter, pericentromere repetisjoner og andre tandem-repeterende DNA-sekvenser, bidrar til å danne G4-strukturer. Poenget er: repeterende DNA bidrar til å danne ikke-B-DNA-former som G4-er, og disse G4-ene er avgjørende for å definere TAD-er som bidrar til å definere 3D-strukturen til genomet, regulere genuttrykk og til og med definere celletyper. Langt fra å være søppel, er dette repeterende DNAet avgjørende for å formatere genomet.
Genomet er rikt på funksjoner, og vi tør ikke bare avfeie noe av det.

Bilde 4. Casey Luskin
Casey Luskin er geolog og advokat med høyere grad i vitenskap og jus, som gir ham ekspertise i både de vitenskapelige og juridiske dimensjonene av debatten om evolusjon. Han fikk sin doktorgrad i geologi fra University of Johannesburg, og BS- og MS-grader i geovitenskap fra University of California, San Diego, hvor han utstrakt studerte evolusjon, både på hoved- og lavere nivå. Hans jusgrad er fra University of San Diego, hvor han fokuserte studiene på første Amendment, utdanningslov og miljørett.

Oversettelse, med tillatelse fra Discovery institute, og bilder ved Asbjørn E. Lund