Триизмерната форма на ДНК – нейните усукани стълби, сложно навити в намотки и примки – и други характеристики извън нейния генетичен код могат да повлияят къде се натрупват „горещи точки“ на мутации, причиняващи рак.
Това е според ново проучване за това как „геномната топография“ влияе върху раковите мутации. Геномната топография в общи линии се отнася до елементи на генома извън последователността от молекули, които изграждат ДНК. Това включва вариации в това колко плътно е навита нашата ДНК и кои гени са „активирани“ в различни клетки.
Проучването хвърля светлина върху рак, свързан с алкохола
Проучването е публикувано през август в списание Cell Reports. То описва асоциациите между топографските характеристики на ДНК и известните модели на причиняващи рак мутации в няколко вида тумори. Това даде на изследователите нова представа за някои видове рак, свързани с алкохола. В бъдеще огромното количество данни може да помогне на учените да предотвратят, разберат и лекуват много различни форми на рак.
„Това е следващият слой на каталогизиране на специфичните за рака мутации“, каза д-р Катерина Гурова, доцент по онкология в Roswell Park Comprehensive Cancer Institute, който не е участвал в проучването. „Но ние все още не разбираме за мнозинството [of the mutations] защо топографията на ДНК играе тази или онази роля.“
Във всяка клетка има нещо като библиотека
Проучването разглежда мутации, вградени в пълните последователности на генома на повече от 5000 тумора в 40 вида рак. Екипът анализира влиянието на 516 топографски характеристики върху мястото, където тези мутации се появяват в генома.
Някои от тези характеристики се отнасят до това кога и къде се появяват мутации по време на транскрипцията, процеса на транслиране на ДНК в РНК, който пренася генетична информация от ДНК в клетката. Други се отнасят до протеини, наречени хистони, които се навиват като макара в молекулите на ДНК, и структурата на тази навита ДНК. Друга характеристика е свързана с протеин, наречен CTCF, който регулира 3D структурата на хроматина, комплексът, образуван от ДНК и хистони. CTCF позволява на ДНК да се образува в изключително компактни хроматинови бримки.
Все едно „имаме библиотека във всяка клетка, но тази библиотека е организирана по различни начини“, каза Гурова, добавяйки, че тези различни видове организационни методи са това, което изследователите имат предвид, когато казват „топографски“ характеристики.
Основната цел на изследването е да се каталогизират асоциации между различни мутации и характеристики на ДНК
Паралелно с това учените направиха някои интересни наблюдения относно специфични ракови заболявания.
Например, те откриха, че няколко модела на мутации, свързани с консумацията на алкохол, се появяват рано в процеса на клетъчна репликация, а не по-късно, както повечето мутации. Този мутационен модел се наблюдава в ракови клетки на главата и шията, хранопровода и черния дроб. При някои видове рак на имунните клетки обаче мутации, които водят до същите промени в „буквите“ на ДНК, може да възникнат по различни причини.
Изследователите направиха своите данни свободно достъпни чрез база данни, наречена COSMIC. Тя може да бъде полезна при разработване на лечения за рак, насочени към специфични мутации.
Въпреки това проучването има някои ограничения. Данните за топографските характеристики са събирани от различни пациенти. Според учените е възможно резултатите да са малко по-различни, аканализите на данни бяха събрани от едни и същи пациенти.
Фулай Джин, доцент по генетика в университета Case Western Reserve, каза, че в бъдеще ще продължат да събират данни. Тогава ще бъдат включени пациенти от различен пол или хора, които са били изложени на различни външни влияния, условия на живот. Това ще позволи по-ясно да се разбере, как тези фактори (хранене, алкохол, околна среда, навици и др.) взаимодействат с мутациите, причиняващи рак, и топографията на ДНК.
Основна цел на бъдещите изследвания ще бъде да се определи защо изследователите са открили тези конкретни асоциации. Това би отговорило на въпросите защо и как формата на ДНК влияе върху възникването на рака.
Редактор Диана Георгиева
Снимка: kjpargeter on Freepik