Исследуя рак, ученые обычно ищут особые гены в участках ДНК с измененными последовательностями (мутации). Новые опыты показали, что существуют и другие гены, влияющие на опухоли. Обычное секвенирование упускает этот важный фактор роста раковой опухоли.
Полный отчет об исследовании был опубликован в Nature Genetics.
Важность исследования
Рак — страшное заболевание, ежегодно уносящее миллионы человеческих жизней. До сих пор механизм по выявлению и лечению раковых опухолей — сложнейшая задача для врачей во всем мире, так как механизмы их развития не совсем понятны.
Известно, что рак развивается, когда генетические конструкции, определяющие функционирование, созревание и деление клеток, претерпевают изменения. Некоторые из таких изменений, вызывающих раковые опухоли, снимают естественные ограничения организма на рост клеток, другие могут нарушить структуру и функцию белков в клетках.
Генетические изменения, связанные с онкологией, могут передаваться от родителей ребенку или возникать в течение жизни. Например, во время деления клеток или в ответ на ультрафиолетовое излучение, канцерогены в табачном дыме или под влиянием других факторов окружающей среды.
Существуют разные типы генетических изменений. Одни влияют только на один участок ДНК, другие могут дублировать, пропускать или переставлять длинные последовательности участков ДНК.
Другой способ, при котором генетические изменения приводят к раку, не искажает саму ДНК, а изменяет ее способность влиять на рост и функции клеток. Этот тип изменений называется эпигенетическим. Один из способов влияния — химические метки, которые прикрепляются к ДНК.
Клетки, даже здоровые, могут претерпевать генетические изменения в пределах нормы, но раковые клетки трансформируются гораздо сильнее и жестче. При этом раковая опухоль у каждого человека имеет свой характер генетических изменений, и даже в одной и той же опухоли разные клетки могут иметь разные генетические отклонения.
Суть исследования
Ученые из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе (Миссури) обнаружили, что транспозоны (англ. transposable element, transposon), так называемые «прыгающие» гены, способствуют росту опухоли, заставляя гены рака работать. Специалисты проанализировали почти 8 тыс. образцов опухолей с 15-ю различными типами рака и обнаружили 129 «прыгающих» генов, которые могут стимулировать рост опухоли посредством влияния на 106 различных генов рака.
Транспозоны функционировали как «скрытые включатели» в каждой второй опухоли, которые исследовала команда. Опухоли находились в разных органах — молочной и предстательных железах, толстой кишке, легких, коже и мозге. Оказалось, что «прыгающие» гены являются особенностью многих видов рака с ускоренным ростом опухоли.
Исследования показали, что 12% случаев рака глиомы головного мозга имели по крайней мере один «прыгающий» ген. А для плоскоклеточного рака легкого этот показатель составлял 87%.
Выявив «прыгающие» гены в качестве потенциальных генетических целей, ученые открыли новые возможности в поисках эффективных методов лечения рака. Также понятно, что предоставление врачам такой информации поможет им решить, следует ли лечить определенные виды рака более агрессивно.
Другим важным открытием было то, что «прыгающие» гены, действующие как скрытые переключатели, были более распространены при раковых опухолях, форма ДНК которых была более открытой. Геном обычно держит ДНК плотно закрытым. ДНК открытой формы, скорее всего, потеряет часть своей функции.
Как «прыгающие» гены попали в человеческий геном во время эволюции, до сих пор неизвестно. Некоторые ученые утверждают, что причиной стала вирусная инфекция.
