DNA循環(huán)缺陷可能導(dǎo)致癌癥
你的DNA形成了數(shù)千個(gè)環(huán),就像鞋帶一樣。就像你學(xué)會(huì)通過形成單獨(dú)的“兔子耳朵”環(huán)形繩子來綁鞋一樣,你的DNA形成了許多這些環(huán),在每個(gè)兔子耳環(huán)內(nèi)創(chuàng)造了“遺傳鄰域”。這些鄰域?qū)⑦h(yuǎn)距離基因和特定基因控制開關(guān)緊密接近。遺傳社區(qū)可以是自治的,并與其他社區(qū)分開。
這個(gè)月的基因組進(jìn)展突出了自然界的一項(xiàng)具有里程碑意義的研究,該研究描述了當(dāng)兩個(gè)遺傳鄰域合并腦腫瘤細(xì)胞時(shí)會(huì)發(fā)生什么。研究人員發(fā)現(xiàn),一個(gè)基因受到來自不同遺傳鄰域的基因控制轉(zhuǎn)換的控制,從而開啟了癌癥生長(zhǎng)基因。研究小組由Broad研究所的醫(yī)學(xué)博士Bradley E. Bernstein領(lǐng)導(dǎo),該研究所也是國(guó)家人類基因組研究所(NHGRI)成立和資助的DNA元素百科全書(ENCODE)聯(lián)盟的成員。 )。
膠質(zhì)瘤是成人中最常見的腦腫瘤類型,但這些腫瘤難以治療。該研究小組注意到,高達(dá)80%的低級(jí)和中級(jí)神經(jīng)膠質(zhì)瘤在一種名為異檸檬酸脫氫酶或IDH的共同基因中發(fā)生突變。這讓科學(xué)家感到困惑,因?yàn)镮DH是一種涉及能源生產(chǎn)的管家基因,似乎與癌癥無關(guān)。伯恩斯坦博士及其同事發(fā)現(xiàn),當(dāng)IDH基因突變時(shí),癌細(xì)胞DNA的特定部分變成了稱為甲基的化學(xué)標(biāo)簽。就像你的鞋帶被荊棘覆蓋一樣,這些標(biāo)簽破壞了DNA被折疊的方式,導(dǎo)致遺傳鄰域融合。
在具有突變的IDH基因的腫瘤中,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)兩個(gè)特別感興趣的環(huán)通常形成不同的鄰域,它們合并在一起。在這些遺傳鄰域之一中,稱為PDGFRA的基因使細(xì)胞生長(zhǎng)或數(shù)量增加,但很少開啟。然而,當(dāng)PDGFRA環(huán)由于突變的IDH基因引起的甲基標(biāo)簽與相鄰環(huán)合并時(shí),PDGFRA受到不同DNA區(qū)段的控制,該區(qū)段連續(xù)地使基因開啟。然后這些細(xì)胞可能過度生長(zhǎng)或不受控制地分裂,并且可能有助于癌癥進(jìn)展。
這一發(fā)現(xiàn)表明,潛在的治療方法可能是恢復(fù)每個(gè)遺傳鄰域之間的分離,就像每個(gè)鄰居的大門再次關(guān)閉一樣。研究人員通過向神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞添加5-Azacytidine(一種破壞甲基標(biāo)記形成的化療藥物)來測(cè)試這一假設(shè)。隨著這些標(biāo)簽的消失,DNA循環(huán)重新形成,每個(gè)遺傳鄰域再次變得自治。癌癥生長(zhǎng)基因也被關(guān)閉了,因?yàn)樗F(xiàn)在已經(jīng)被它自己的社區(qū)適當(dāng)控制,很少被打開。
這一激動(dòng)人心的發(fā)現(xiàn)表明,像5-氮雜胞苷這樣的化療藥物可用于治療膠質(zhì)瘤和其他甲基標(biāo)簽發(fā)揮作用的癌癥,如肝癌,肉瘤,結(jié)腸癌,膀胱癌和白血病。未來的研究正在尋找檢測(cè)這些甲基標(biāo)簽的存在,希望允許臨床醫(yī)生在癌癥擴(kuò)散并變得難以控制之前更早地治療患者。
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