Рак: ученые обнаружили 129 «прыгающих генов», которые стимулируют рост опухоли
В исследованиях рака ученые обычно ищут гены рака, исследуя геном на предмет измененных последовательностей - или мутаций - в ДНК. Но новое исследование теперь показало, что прыгающие гены, которые не учитываются при обычном секвенировании, также являются важными факторами роста опухоли.
Ученые из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе, штат Миссури, обнаружили, что прыгающие гены широко распространены при раке и способствуют росту опухоли, заставляя гены рака оставаться включенными.
Они проанализировали 7769 образцов опухолей от 15 различных типов рака и обнаружили 129 прыгающих генов, которые могут стимулировать рост опухоли за счет своего влияния на 106 различных генов рака.
Прыгающие гены функционировали как «незаметные переключатели» в 3864 опухолях, проанализированных командой. Эти опухоли возникли из-за рака груди, толстой кишки, легких, кожи, простаты, мозга и других типов рака.
Недавний Природа Генетика В статье дается полный отчет об исследовании.
Определив прыгающие гены как потенциальные генетические мишени, результаты открывают новый путь в поисках новых методов лечения рака.
«Если вы, - говорит Тинг Ван, профессор медицины факультета генетики, - выполните типичное секвенирование генома в поисках генетических мутаций, вызывающих рак, вы не найдете прыгающих генов».
Болезнь многих генетических аспектов
Рак развивается, когда генетические инструкции, управляющие функционированием клеток, особенно тем, как они созревают и делятся, претерпевают определенные изменения.
Некоторые из генетических изменений, вызывающих рак, изменяют естественные ограничения роста клеток организма; другие могут нарушить структуру и функцию белков, которые выполняют работу клеток и поддерживают их в хорошем состоянии.
Генетические изменения, потенциально способные вызвать рак, могут передаваться от родителей к ребенку. Они также могут возникать в течение жизни человека, например, во время деления клеток или в ответ на ультрафиолетовое излучение, канцерогены в табачном дыме или другие факторы окружающей среды.
Есть разные типы генетических изменений. Некоторые влияют только на один строительный блок ДНК, в то время как другие могут дублировать, опускать или переупорядочивать длинные последовательности строительных блоков.
Другой способ, которым генетические изменения могут привести к раку, заключается не в изменении самой ДНК, а в изменении ее способности выражать свои инструкции. Этот тип изменения называется эпигенетическим. Один из способов, которым это происходит, - это химические метки, которые прикрепляются к ДНК.
Для клеток, даже здоровых, генетические изменения являются нормальным явлением, но в раковых клетках их, как правило, гораздо больше. Рак у каждого человека будет иметь свой собственный образец генетических изменений, и даже в одной и той же опухоли разные клетки могут иметь разные генетические отпечатки пальцев.
Прыгающие гены - новый тип водителя
Прыгающие гены, которые ученые называют мобильными элементами, представляют собой последовательности ДНК, которые могут перемещаться в геноме. Они «бывают разных форм и форм», и ученым нужны специальные инструменты для их анализа.
Благодаря усовершенствованным и мощным методам ученые понимают, что прыгающие гены очень активны в геноме и, возможно, «их больше не следует изолировать».
Как прыгающие гены попали в геном человека в процессе эволюции - это острый вопрос. Некоторые люди утверждали, что вирусная инфекция была распространенным путем.
Предыдущие исследования показали, что определенные элементы в прыгающих генах могут влиять на экспрессию генов рака. Однако они не исследовали такие события подробно и не исследовали, насколько часто они могут встречаться при различных формах рака.
Поэтому профессор Ван и его команда решили решить эти проблемы, используя образцы опухолей из программы Атлас генома рака.
Они обнаружили, что прыгающие гены являются особенностью многих видов рака с ускоренным ростом опухоли.
Похоже, что при этих более агрессивных формах рака прыгающие гены ведут себя как «загадочные переключатели», которые включают связанные с раком гены, которые обычно молчат, и удерживают их включенными.
Прыгающие гены различаются в зависимости от типа рака
Критический вывод исследования заключается в том, что, хотя прыгающие гены, по-видимому, широко распространены при раке, их присутствие и влияние варьируются в зависимости от типа рака.
Команда обнаружила, например, что в 12 процентах случаев рака мозга с глиомой имелся хотя бы один прыгающий ген, тогда как этот показатель составлял 87 процентов для типа рака легких, называемого плоскоклеточной карциномой.
«Прыгающие гены более важны при некоторых типах рака, чем при других, но в среднем мы обнаружили, что по крайней мере один из них активирует ген рака примерно в половине всех изученных нами опухолей», - объясняет профессор Ван.
Он предполагает, что предоставление врачам такой информации может помочь им решить, следует ли лечить определенные виды рака «более агрессивно».
«Он также предоставляет новые цели для изучения будущих методов лечения рака», - добавляет он.
Еще одно важное открытие заключалось в том, что прыгающие гены, работающие как незаметные переключатели, были более распространены при раке, форма ДНК которого была более открытой. Геном обычно держит ДНК плотно закрытой. ДНК открытой формы с большей вероятностью потеряет часть своей функции.
«Многое из того, что подвижные элементы делают в нашем геноме, до сих пор остается загадкой. Это исследование является первым подробным описанием их важной роли в развитии рака ».
Проф. Тинг Ван
