Doğa keşfetti! Ekstrakromozomal DNA, kanserin kötü huylu dönüşümünün başlıca suçlusu
21 Kasım'da Pekin saatinde "Nature" dergisinde yayınlanan yeni bir çalışma, kanserle ilişkili genleri değiştiren insan tümör hücrelerinde çok sayıda "halka" benzeri dairesel ekstra kromozomal DNA (EcDNA) bulunduğunu ortaya çıkardı. Ekspresyon modu, böylece kanser hücrelerinin istilasını teşvik eder ve tümörlerin hızlı evriminde ve tehditlere (kemoterapi, radyoterapi ve diğer tedaviler gibi) direnme kabiliyetinde anahtar bir rol oynar. Araştırma, Kaliforniya Üniversitesi, San Diego (UCSD), UCSD Ludwig Kanser Enstitüsü, Stanford Üniversitesi ve Howard Hughes Tıp Enstitüsü'nden oluşan ortak bir araştırma ekibinin önceki aydınlatıcı çalışmasına dayanan bir dönüm noktasıdır. çalışma.
Çalışmanın ortak yazarı, UCSD Patoloji Bölümü profesörü ve Ludwig üyesi Paul S. Mischel şunları söyledi: "Bu bir paradigma değişimidir. Kanser ecDNA'sının şekli normal DNA'dan farklıdır ve bu, kanser biyolojisi ve klinik etkileri anlayışımızda önemli bir etkiye sahiptir. Çok önemli bir anlamı vardır: İnsan DNA'sı genellikle uzun ve bükülmüş çift sarmal bir yapı oluşturur, burada yaklaşık 3 milyar baz çifti 23 çift kromozom oluşturur ve mucizevi bir şekilde her bir hücre çekirdeğine ortalama çapı sadece 6 mikron olarak sıkıştırılır. Hücre çekirdeğindeki tüm DNA uç uca bağlıdır ve açıldığında yaklaşık 1.8 metreye ulaşabilir İnsan vücudundaki tüm DNA'nın toplam uzunluğu 7 milyar fiti aşar, bu da güneş sisteminin çapının yaklaşık iki katıdır.
Kanser hücresi çekirdeğinin içindeki elektron mikrografı. Kromozomlar mavi oklarla ve ecDNA, turuncu oklarla gösterilir. Resim kaynağı: Paul Mischel, UCSD
İnsanlarda ve diğer ökaryotlarda, normal DNA, bir çekirdek oluşturmak için histon oktamerleri adı verilen bir protein kompleksleri kümesine sıkıca sarılır. DNA'nın genetik talimatlarını okumak için hücreler enzimlere ve parçaları kesip hareket ettirmek için karmaşık makinelere güvenirler, tıpkı yarı açılmış bir parşömeni okumak gibi bir seferde sadece bir kısmı okunabilir. Ancak araştırma ekibi, kanser hücrelerinin bakterilerle bazı benzerlikleri olduğunu bildirdi çünkü bakteriler genellikle elde edilmesi daha kolay olan dairesel DNA içeriyor. Araştırma ekibi, ecDNA'nın şeklinin işlevini nasıl etkilediğini incelemek için topografyaya dayalı, kanserojen ekstrakromozomal DNA'nın dairesel bir haritasını geliştirdi. Kanserdeki dairesel ecDNA'nın protein çekirdeği etrafına sarılmasına rağmen, oldukça erişilebilir olduğunu ve genetik bilginin hızlı transkripsiyonu ve ifadesi için daha fazla erişim noktası sağladığını buldular. Bu özellik, tümör hücrelerinin büyümeyi teşvik eden çok sayıda onkojen üretmesine izin verir, daha hızlı gelişirler ve değişen ortamlarına ve potansiyel tehditlere daha güçlü yanıt verirler.
Görsel kaynağı: NatureMischel şunları söyledi: "ecDNA'nın dairesel olduğunu kanıtlayarak ve ardından epigenetik organizasyonunu aydınlatarak, çok güçlü bir şeyi kanıtladık. İnsan kanser hücrelerinin bu benzersiz şekli, normal insan DNA'sından çok farklı. Bozulmuş kanser genomunun ve epigenomun üç boyutlu organizasyonuna yeni bir şafak getiriyor ve bu, belirli tümör hücrelerinin neden bu kadar agresif olduğunu anlamak için yapısal bir temel sağlıyor. "Bu yeni araştırma, ekibin 2017'deki raporuna dayanıyor. Nature'da yayınlanan çalışma, onkojenleri kodlayan kısa dairesel DNA parçalarının daha önce düşünülenden çok daha yaygın olduğunu gösteriyor: insan kanserlerinin neredeyse yarısında bulunurlar, ancak nadiren normal hücrelerde bulunurlar, bu nedenle olabilirler. Tümör gelişiminde ve kemoterapiye dirençte rol oynar. Genellikle, ekstrakromozomal DNA'nın nadir olduğu kabul edilir, ancak Mischel ve meslektaşları 2014 tarihli bir makalede ecDNA'nın, tümörlerde bulunan onkojenlerin sayısını hızla değiştirerek belirli beyin kanserlerinin ilaç direncinde rol oynadığını buldular. Merkezi bir rol oynar ve bir hücrenin kanser hücresine dönüşüp dönüşmeyeceğini de belirleyebilir. Bu keşif, uzun süredir hangi genlerin kanseri teşvik ettiğine, bu genlerin bulunduğu yerden daha fazla odaklanan kanser biyologlarını şaşırttı.
Görüntü kaynağı: Doğa Bu son keşif, kanser hücrelerinin ökaryotik hücrelerle aynı biyolojik kuralları takip etmediğini çarpıcı bir şekilde vurgulamaktadır: genetik olarak özdeş yavru hücrelere bölünmezler (bu sürece mitoz ve tüm ökaryotik hücreler denir. Biyoloji, bu şekilde DNA'yı yavrulara geçirmek için kromozom çiftlerine bölünür, ancak bakterilere benzer şekilde, ecDNA'nın rastgele olarak yavru hücrelere atanmasını sağlayan bir mekanizma sağlar. Bu mekanizma sayesinde, bazı çocuklar Hücreler, bir hücre bölünmesinde birden fazla kanser kopyası alabilir. Bu, daha hızlı evrim ve genetik değişimler sağlayabilen tamamen farklı bir genetik süreçtir. Bu araştırmada araştırma ekibi, ultra yapılı elektron mikroskobu, uzaktan optik haritalama ve tüm genom dizilemesinin hesaplamalı analizi gibi bir dizi gelişmiş teknoloji kullandı.
Görüntü kaynağı: Doğa UCSD Jacobs Mühendislik Okulu'nda bilgisayar bilimi ve mühendisliği profesörü olan Dr. Vineet Bafna, araştırmanın ortak yazarı Dr. , Ve bu yeniden yapılandırılmış yapıları epigenetik verileri katmanlamak ve intrakromozomal ve ekstrakromozomal DNA arasındaki farkları analiz etmek için bir çerçeve olarak kullanın. "İçerik kaynağı: China Biotechnology Network
Açıklama: Bu makale, daha fazla bilgi vermek amacıyla çoğaltılmıştır. Kaynak etiketlemede bir hata veya yasal haklarınızın ihlali söz konusuysa, lütfen sahiplik sertifikası ile web sitesi ile iletişime geçin ve zamanında düzeltip sileceğiz, teşekkür ederiz.
Kaynak: Jiangsu News Broadcast
