Как червоточины способствуют развитию рака
В ходе нового исследования учёные определили причину возникновения рака в организме человека с помощью астрофизической теории червоточин.
Согласно астрофизике, червоточина возникает — или в теории может возникнуть — в тот момент, когда гравитация проделывает дыру в волнистом полотне пространственно-временного континуума, в процессе потенциально связывая между собой два удалённых друг от друга места. Это тоннельная связь с любым местом, которое только можно представить. Таким образом, локальные причины влекут за собой удалённые последствия.
В новой статье учёные из Института исследования злокачественных опухолей в Лондоне аналогичным образом объясняют рак. Только в данном случае червоточины имеют генетическую природу, однако с помощью процесса, известного как выпетливание ДНК, влияние однобуквенных изменений в бесполезном генетическом коде может выходить далеко за пределы генов. Это разгадка классической тайны рака: как генетические мутации в казалось бы несвязанных и незначительных частях генома (геномной пустыне) приводят к появлению рака?
Есть такие части генетического кода, которые почти ничего не делают и состоят из того, что часто называют избыточной ДНК. Несмотря на то, что такие гены не специфические, почти не обеспечивают организму селективное преимущество и в основном не функционируют, будучи при этом полностью здоровыми и неповреждёнными, они всё же могут оказывать сильное воздействие на канцерогенные мутации, происходящие в другом месте. Но в чём причина?
Наиболее общий ответ, предложенный новым исследованием (которое основано на недавно разработанном методе изучения генетических взаимодействий под названием Hi-C) таков, что изолированные гены на самом деле не совсем изолированы. Напротив, выпетливание ДНК связывает их в геномный поток, иногда через большие (молекулярные) расстояния.
В своём заявлении исполнительный директор Института исследования злокачественных опухолей Пол Воркмэн рассказал, что «многие варианты гена уже связывают с возникновением рака в геномных пустынях — часто очень длинных и довольно загадочных последовательностях ДНК, в которых на самом деле не содержится «генов», но которые участвуют в образовании рака таким образом, который мы ещё не до конца понимаем. Как известно, выпетливание ДНК сложно изучить, но это исследование сделало важный шаг к пониманию того, что же генетические варианты могут делать в пустынях ДНК для стимуляции развития рака кишечника».
Выпетливание ДНК довольно просто понять. Активность генов регулируется наличием различных белков, которые играют роль датчиков и вестников, сообщающих разным генетическим зонам о наличии условий, подходящих для начала процесса транскрипции ДНК. А транскрипция — это первый этап процесса экспрессии генов, например, когда генетическая информация преобразуется в функциональный продукт – рибонуклеиновую кислоту или белок. Экспрессия генов, к примеру, может привести к дифференцировке клетки, в результате чего стволовая клетка костного мозга может стать белым или красным эритроцитом.
Как объяснил биохимик из Университета Джона Хопкинса Роберт Шляйф, «например, транскрипция гена может требовать одновременного наличия четырёх разных факторов, состояние каждого из которых должно быть передано с помощью белкового датчика в инициирующий комплекс. Для того чтобы белковые датчики, которые мы обычно называем регуляторными белками, ограничивали свою деятельность до правильных генов, они связываются с определёнными последовательностями, расположенными рядом с генами, которые нужно регулировать».
В наиболее общем смысле, выпетливание — это процесс, в ходе которого белок связывается одновременно с двумя удалёнными участками каких-либо ДНК. У этого процесса есть множество преимуществ: он позволяет белкам эффективно делать двойную работу и помогает соединять или связывать участки разных ДНК. Это может работать и в обратном направлении, когда есть два белка, соединённые одной петлёй за счёт корреляции с разными, но близлежащими участками ДНК. Это разумная и сложная серия взаимодействий.
Но в результате нового исследования было обнаружено, что у этого процесса есть и обратная сторона. Способствуя взаимодействию геномов, выпетливание позволяет удалённым мутациям оказывать локальное воздействие. Исследователи изучили 14 разных однобуквенных вариаций генома, ассоциирующихся с раком кишечника, и обнаружили, что каждый геном имел дистанционные отношения, основанные на выпетливании.
Эта тайна разгадана, но результат пугает. Если рак может появляться из любого места в геноме, даже из пустыни избыточных ДНК, это означает, что бороться с ним генетически гораздо сложнее.
Источник перевод для MixedNews — Анастасия Букина
Источник: mixednews.ru.
Рейтинг публикации:
|
