Egy új tanulmány szerint a rákos sejtek destruktív természetük egy részét az egyedi, "fánk alakú" DNS-nek köszönhetik.
A ma (november 20-án) a Nature folyóiratban közzétett tanulmány megállapította, hogy egyes rákos sejtekben a DNS nem csomagolódik szálakhoz hasonló struktúrákba, mint az egészséges sejtekben - inkább a genetikai anyag gyűrűre hajlik mint a forma, amely agresszívbbé teszi a rákot.
"A DNS nemcsak szekvenciájában, hanem alakjában is továbbítja az információkat" - mondta Paul Mischel, a San Diego-i Kaliforniai Egyetem patológusprofesszora, társvezetője.
Amint a biológiai osztályból emlékszik, a legtöbb DNS-t szorosan a sejtmagjaiba csomagoljuk, kromoszómák néven ismert struktúrákba. Szinte minden sejtnek van 23 pár kromoszóma, amelyek mindegyike körülbelül 6 láb (1,82 méter) hosszúságú DNS-ből áll, amelyek szorosan tekercselhetők az állványzatként szolgáló fehérjecsoportok körül.
Ez a lekvárba csomagolt szerkezet lehetővé teszi, hogy egyes gének hozzáférjenek a molekulákhoz, amelyek "leolvassák" és végrehajtják a genetikai utasításokat, míg más gének rejtett állapotban maradjanak. Mi eredménye az erősen szabályozott gépek, amelyek megakadályozzák a sejtet a nem kívánt genetikai utasítások végrehajtásától és a szabálytalan módon történő replikációtól (új „lányos sejtek” létrehozását).
"Minden, amit a genetikáról megtanultunk, azt mondja, hogy a változásoknak lassúnak kell lenniük" - mondta Mischel a Live Science-nek. De évekkel ezelőtt Mischel és csapata úgy találta, hogy a glioblastómának nevezett agydaganat bizonyos típusában a daganatok "úgy tűnik, hogy képesek megváltozni olyan sebességgel, hogy ennek nincs értelme". A daganatsejtek, amikor lányos sejtekre osztódtak, úgy tűnt, hogy valamilyen módon felerősítik az onkogének expresszióját - gének, amelyek képesek a normál sejteket rákos sejtekké alakítani.
Kiderült, hogy az onkogének ezen amplifikált másolatainak néhány része "leválasztotta magát a kromoszómákból" - mondta Mischel. A szerzők a 2014-es Science folyóiratban közzétett tanulmánya szerint a kromoszómákból megszabadultak, és más sejten belüli DNS-lógtak, majd megállapították, hogy ezek az extrakromoszomális DNS-darabok (ecDNS) valóban előfordulnak az emberi rákok csaknem felében, de egészséges sejtekben ritkán észlelhetők, találták a szerzők a Nature 2017. folyóiratban megjelent cikkben.
Ebben az új tanulmányban kitalálták, hogy az ecDNA miért olyan robusztus. A képalkotás és a molekuláris elemzés kombinációja azt mutatta, hogy ezeket a DNS-darabokat gyűrű alakban tekercselik a fehérjék körül, hasonlóan a baktériumokban található kör alakú DNS-hez.
Ez a gyűrű alak sokkal könnyebbé teszi a sejt gépei számára, hogy hozzáférjenek egy nagy számú genetikai információhoz - ideértve az onkogéneket is -, hogy így gyorsan átírhassák és expresszálhassák őket (például utasítsák az egészséges sejtet rákos megbetegedésre) - mondta Mischel. Ez az egyszerű hozzáférhetőség lehetővé teszi a tumorsejtek számára, hogy nagy mennyiségű tumort elősegítő onkogént termeljenek, gyorsan fejlődjenek és könnyen alkalmazkodjanak a változó környezethez.
Sőt, a kutatók azt találták, hogy az egészséges sejtekkel ellentétben, amelyek szabályos és elvárt módon osztják el géneket lányuk sejtjeikkel, ezek a rákos sejtek véletlenszerűen osztják el az ecDNS-t. Ez olyan, mint egy "gyár tonnák és tonna onkogének szivattyúzására", ami azt eredményezi, hogy néhány lánysejt több onkogén másolatot kap egyetlen sejtosztályban - mondta Mischel.
"Ez egy nagyon izgalmas tanulmány" - mondta Feng Yue, a Northwest Western University Lurie Cancer Center Rákgenomikai Központjának igazgatója, aki nem vett részt a kutatásban. "Ez a munka azt az elméleti előrelépést képviseli, hogy az ecDNS miként járul hozzá az emberi rák onkogeneziséhez."
Mischel és a többi tanulmány szerzője a Boundless Bio Inc. társalapítója, egy olyan társaság, amely az ec-DNS alapú terápiákat kutatja. A tanulmány társszerzője, Vineet Bafna szintén társalapítója és részesedése van a Digital Proteomics társaságban, ám a szerzők azt állítják, hogy egyik vállalat sem vett részt ebben a kutatásban.
