Четырехцепочечные структуры ДНК, играющие роль в развитии рака груди

По словам ученых из Кембриджского университета, впервые было показано, что четырехцепочечные структуры ДНК, известные как G-квадруплексы, играют роль в определенных типах рака груди, обеспечивая потенциальную новую мишень для персонализированной медицины.

В 1953 году исследователи из Кембриджа Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон выступили соавторами исследования, опубликованного в журнале Nature, которое показало, что ДНК в наших клетках имеет переплетенную структуру « двойной спирали ». Шестьдесят лет спустя группа под руководством профессора сэра Шанкара Баласубраманиана и профессора Стива Джексона, также из Кембриджа, обнаружила, что необычная четырехцепочечная конфигурация ДНК может встречаться в геноме человека в живых клетках.

Эти структуры образуются в областях ДНК, которые богаты одним из его строительных блоков, гуанином (G), когда одна нить двухцепочечной ДНК выходит и удваивается, образуя четырехцепочечную «ручку» в цепи. геном. В результате эти структуры получили название G-квадруплексов.

Профессор Баласубраманиан и его коллеги ранее разработали технологии и подходы секвенирования, способные обнаруживать G-квадруплексы в ДНК и в хроматине (вещество, состоящее из ДНК и белков). Ранее они показали, что G-квадруплексы играют роль в транскрипции, ключевом этапе в чтении генетического кода и создании белков из ДНК. Важно отметить, что их работа также показала, что G-квадруплексы чаще встречаются в генах быстро делящихся клеток, таких как раковые клетки.

Теперь, впервые, команда обнаружила, где G-квадруплексы образуются в сохраненной опухолевой ткани / биопсиях рака груди. Подробности их исследования опубликованы сегодня в журнале Nature Genetics .

Команда из Кембриджа под руководством профессора Баласубраманиана и профессора Калдаса использовала свою технологию количественного секвенирования для изучения структур ДНК G-квадруплекса в 22 модельных опухолях. Эти модели были созданы путем взятия биопсий у пациентов в больнице Адденбрука, больницы Кембриджского университета NHS Foundation Trust, а затем трансплантации и выращивания опухолей у мышей.

Во время процесса репликации ДНК и деления клеток, который происходит при раке, большие участки генома могут ошибочно дублироваться несколько раз, что приводит к так называемым аберрациям числа копий (CNA). Исследователи обнаружили, что G-квадруплексы преобладают в этих CNA, особенно в генах и генетических областях, которые играют активную роль в транскрипции и, следовательно, в управлении ростом опухоли.

Профессор Баласубраманян сказал: «Мы все знакомы с идеей двухцепочечной, двойной спиральной структуры ДНК, но за последнее десятилетие становится все более очевидным, что ДНК также может существовать в четырехцепочечных структурах и что они играют важную роль в биология человека. Особенно высокие их уровни обнаруживаются в быстро делящихся клетках, таких как раковые клетки. В этом исследовании мы впервые обнаружили их в клетках рака груди ».

«Обилие и расположение G-квадруплексов в этих биопсиях дает нам ключ к разгадке их важности в биологии рака и неоднородности этих видов рака груди», – добавил доктор Роберт Хензель-Хертш, который сейчас находится в Центре молекулярной медицины Кельна. Кельнского университета и является первым автором публикации.

«Важно отметить, что это подчеркивает еще одно потенциальное слабое место, которое мы могли бы использовать против опухоли груди, чтобы разработать более эффективное лечение для наших пациентов».

Считается, что существует по крайней мере 11 подтипов рака груди, и команда обнаружила, что каждый из них имеет свой паттерн – или «ландшафт» – G-квадруплексов, который уникален для транскрипционных программ, управляющих этим конкретным подтипом.

Профессор Карлос Калдас из Кембриджского института онкологических исследований Великобритании сказал: «Хотя мы часто думаем о раке груди как об одном заболевании, на самом деле существует как минимум 11 известных подтипов, каждый из которых может по-разному реагировать на разные лекарства.

«Выявление конкретного паттерна G-квадруплексов опухоли может помочь нам определить подтип рака груди у женщины, что позволит нам предложить ей более индивидуальное и целенаправленное лечение».

Нацеливая G-квадруплексы с помощью синтетических молекул, можно предотвратить репликацию ДНК клетками и, таким образом, блокировать деление клеток, останавливая неконтролируемую пролиферацию клеток в корне рака. Команда определила две такие молекулы – одну, известную как пиридостатин, и второе соединение, CX-5461, которое ранее было протестировано в фазе I испытания против рака груди с дефицитом BRCA2 .

услуги нутрициологаАвтор сайта и статей: Наталья Степанова, нутрициолог-психолог, консультант по питанию и коррекции веса. Подробнее обо мне

Я в соц. сетях: Vk, Instagram.

Рейтинг
Еще статьи нутрициолога:
Adblock
detector