There is increasing evidence that the gene network with common regulatory elements that affect their expression may be involved in the manifestation of various diseases. We have previously identified 12 genes associated with neurodegenerative diseases (kcne2, gart, tmem50b, il10rb, ifnar2, urb1, grik1, usp16, ltn1, cyyr1, app, jam2), which carry in their introns the recombination product between LINE1 and BovB retrotransposons with sites of homology to different microRNAs. They also maintain high evolutionary conservatism of genetic linkage in mammals, including platypus (chromosome 17) and human (chromosome 21). In order to clarify the possible functional relationships that protect the genetic linkage, an in silico analysis of the specific expression functional features was performed. The results showed their involvement in fundamental biological processes of cell life support and the close relationship between the proteins encoded by the genes. Thus, an excess of the app gene product reduces or blocks the processes of cell excitability. A reduction in cell excitability can lead to inhibition of the expression of genes encoding proteins involved in intercellular interactions, protein synthesis, purine synthesis, activation of cell ageing, cell death, and an increase in the activity of anti-inflammatory processes. We suggest that the close linkage of the 12 genes is maintained in the evolutionary process due to this relationship and the presence of the same regulatory network elements in them, which may simultaneously correct their expression. Thus, the study of the synteny of genes closely related to neuropathologies can contribute to a deeper understanding of the genetic mechanisms regulating higher nervous activity.
Появляется все больше доказательств, что в проявление различных заболеваний может вовлекаться сетевая организация генов, имеющих общие регуляторные элементы, влияющие на их экспрессию. Ранее нами выявлены ассоциированные с нейродегенеративными заболеваниями 12 генов (kcne2, gart, tmem50b, il10rb, ifnar2, urb1, grik1, usp16, ltn1, cyyr1, app, jam2), которые несут в интронах продукт рекомбинации между ретротранспозонами LINE1 и BovB с участками гомологии к различным микроРНК и характеризуются высокой эволюционной консервативностью генетического сцепления у млекопитающих, включая утконоса (хромосома 17) и человека (хромосома 21). Для того чтобы выяснить возможные функциональные связи, способствующие сохранению генетического сцепления этих генов, выполнен анализ in silico специфических функциональных особенностей их экспрессии. Анализ показал, что белки, кодируемые генами, участвуют в фундаментальных биологических процессах жизнеобеспечения клеток и тесно связаны друг с другом. Так, избыток продукта гена app снижает или блокирует процессы возбуждения клеток. Уменьшение возбудимости клеток может, в свою очередь, приводить к угнетению экспрессии генов, кодирующих белки, участвующие в межклеточных взаимодействиях, белковом синтезе, синтезе пуринов, активации клеточного старения, гибели клеток и увеличения активности противовоспалительных процессов. Результаты исследования позволяют предположить, что благодаря этой взаимосвязи, а также присутствию в них одинаковых элементов регуляторной сети, вносящих возможность синхронизированной коррекции их экспрессии, поддерживается тесное сцепление рассмотренных 12 генов в процессе эволюции. Таким образом, изучение синтении генов, тесно связанных с нейропатологиями, может способствовать более глубокому пониманию генетических механизмов регуляции высшей нервной деятельности.