Декабрь / 11 / 2018 / Вторник
Домой / Интересное / Мутации в некодирующей ДНК помогают раку

Мутации в некодирующей ДНК помогают раку

Далеко не все мутации портят клеточные белки – но это не мешает им делать клетку злокачественной.

Клетки рака предстательной железы. (Фото: Medico Space / Flickr.com)

Как мы знаем, рак начинается с мутаций: генетические дефекты превращают здоровые клетки в злокачественные, которые начинают безудержно делиться, формируя опухоль. (Стоит уточнить, что в некоторых случаях – например, в случае онкозаболеваний крови – никакой твердой, оформленной опухоли нет, но злокачественные клетки, которые не умеют ничего, кроме как размножаться, постепенно заменяют собой нормальные клетки иммунной системы.)

На уровне генов и молекул в общих чертах происходит следующее: мутация попадает в ген белка, который управляет делением клетки, так что сам готовый белок становится слишком активным. Может быть иначе, когда мутация отключает ген, задача которого – следить, чтобы клетка просто выполняла свою работу и никак не помышляла о делении. Понятно, что получится, если такой молекулярно-генетический тормоз окажется сломан.

Так или иначе, мы все равно говорим о каком-то гене, в котором закодирован какой-то белок. Но бо́льшая часть нашей ДНК – целых 98% – это некодирующая ДНК, то есть в ней никакие белки не записаны. С другой стороны, мутаций в раковых клетках очень много (некоторые исследователи полагают, что порядка сотни тысяч). И не все они попадают в гены.

Уже довольно давно биологи и медики обсуждают генетические дефекты, которые можно найти в раковых опухолях, но которые при том оказываются в некодирующей ДНК. Проблема в том, что такие мутации довольно разнообразны – трудно найти двух онкологических пациентов, у которых изменения в некодирующих областях генома были бы одинаковы. И не очень понятно, что эти мутации делают: действительно ли они играют в пользу болезни, или же они – просто шум?

В статье в Nature Genetics исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего утверждают, что обнаружили целых 200 мутаций в некодирующей ДНК, которые именно что не просто шум. Впрочем, обнаружили – не совсем точно слово, все эти мутации уже были известны и были записаны в специальной базе данных TCGA (The Cancer Genome Atlas). Сейчас же удалось показать, что они действительно играют роль при онкологических заболеваниях.

Как обычно делают в подобного рода исследованиях, авторы работы сравнивали генетику опухолей с образцами здоровых тканей, взятых у 930 пациентов. Однако было и кое-что еще: сравнивали не просто «текст» генома, но и уровень генетической активности. И оказалось, что 200 мутаций из некодирующих областей ДНК стимулируют работу онкогенов – то есть тех генов, которые помогают опухолям расти. (Из этих двухста про одну раньше уже знали, что она помогает злокачественным клеткам, так что, строго говоря, исследователи «поймали» не 200, а 199 мутаций.)

Однако найти соответствие между мутацией и активностью онкогена все равно недостаточно, чтобы говорить об однозначной причинно-следственной связи: в конце концов, в опухолях случается огромное количество генетических дефектов, и потому очень сложно бывает понять, какова роль конкретной погрешности в ДНК. Поэтому три мутации проверили в специальном эксперименте с клеточными культурами: в лабораторные клетки специально вносили мутации и наблюдали, что получится.

Оказалось, что выбранные три мутации действительно стимулируют активность онкогенов, среди которых были и ген DAAM1, который делает опухоли более агрессивными, помогая им проникать в окружающие ткани. Очевидно, все прочие мутации действуют аналогичным образом, хотя их тоже следует таким же образом проверить.

Тут может возникнуть вопрос, как именно они действуют, если они попадают в некодирующие области и, следовательно, никак не влияют на структуру белков. Но не будем забывать, что в некодирующих зонах генома скрывается множество регуляторных последовательностей – сами они действительно ничего не кодируют, но могут влиять на активность кодирующих участков (то есть генов), причем влияние может распространяться не только на те гены, что находятся рядом с ними, но и на те, которые отстоят довольно далеко.

Кроме того, в ДНК записана информация о так называемых регуляторных РНК. Обычно, когда мы говорим об РНК, то имеем в виду те, что служат шаблоном для синтеза белковых молекул или же выполняют вспомогательных молекул при сборке белков. Регуляторные же РНК отличаются от тех и от других – они действуют сами, управляя активностью самых разных генов. Мутации, попадающие в некодирующие участки ДНК, вполне могут испортить какой-нибудь важный регуляторный «рубильник», тем самым запустив болезнь.

В дальнейшем исследователи собираются выяснить, как взаимодействуют между собой генетические дефекты в кодирующих и некодирующих областях ДНК – узнав, как они действуют вместе и поодиночке, мы лучше представим себе, как появляются и развиваются опухоли и как от них эффективнее всего можно избавиться.



Источник

Проверьте также

Обновленный универсал Audi A4 Avant отправился на тесты

Автомобильные папарацци запечатлели обновленный универсал Audi A4 Avant во время испытаний. Скорее всего, новинку покажут …

Евреи испугались роста антисемитизма в Европе

Более 90 процентов евреев, живущих в Европе, сообщили о росте антисемитских настроений за последние пять …

Сумеет ли ЦСКА совершить чудо на «Сантьяго Бернабеу»?

Сумеет ли ЦСКА совершить чудо на «Сантьяго Бернабеу»?

В среду, 12 декабря, московский ЦСКА на выезде сыграет с мадридским «Реалом» в рамках группы …

Правда о расходах на LADA XRay: Россиянин рассказал, сколько тратит на свой «таз»

LADA XRay – бюджетный автомобиль, но далеко не все знают, сколько во сколько он обходится …

Рейтинг@Mail.ru