Ученые обнаруживают, что нормальный процесс восстановления ДНК может стать основным источником мутаций при раке

mutation
Кредит: CC0 Public Domain

Гипермутация — это необычное явление, которое может привести к множеству мутаций поблизости, нанося серьезный ущерб нашему генетическому материалу и потенциально вызывая рак. Наиболее известный тип локальной гипермутации, называемый мутационным дождем или грозой, встречается довольно редко и приводит ко многим мутациям, накопленным в небольшой области, например, в одном гене.

Исследователи из исследовательской лаборатории генома данных IRB в Барселоне под руководством исследователя ICREA Фрэн Супек обнаружили новый тип гипермутации, называемый мутационным туманом, который может генерировать сотни мутаций в каждой клетке. Такие мутации широко распространены, но накапливаются в наиболее важных областях генома, где находятся гены (так называемый эухроматин). Тот факт, что эти мутации распространены вокруг, объясняет, почему они остаются необнаруженными до сих пор.

Удивительно, но ученые также определили, что недавно обнаруженный тип гипермутации связан с нормальным процессом репарации ДНК. Когда клетки чувствуют несоответствие в своей ДНК, они подвергаются реакции восстановления ДНК, чтобы сохранить генетическую информацию. Примечательно, что эта реакция может стать связанной с ферментом APOBEC, который обычно используется клетками человека для защиты от вирусов и играет важную роль в борьбе с гепатитом и ВИЧ. Работа Genome Data Science Lab показывает, что в некоторых случаях, когда ферменты APOBEC и процесс репарации ДНК активны одновременно, APOBEC захватывает репарацию ДНК, создавая мутационный туман.

«Мы считаем, что этот мутационный туман, вызванный APOBEC, обладает мутагенным потенциалом, который соответствует или даже превышает потенциал хорошо известных сильных канцерогенов, таких как табачный дым или ультрафиолетовое излучение», — объясняет Фрэн Супек. Недавняя работа других исследовательских групп предполагает, что этот процесс, по-видимому, более активен при метастатическом раке на поздней стадии: он помогает развитию рака, позволяя ему противостоять лекарствам и радиации. «Это открытие делает APOBEC привлекательной мишенью для лечения рака, лишая его способности развиваться и становиться более агрессивным», — добавляет Супек.

Происхождение половины мутаций при некоторых видах рака легких и молочной железы

Тщательный анализ более 6000 геномов рака человека, включая опухоли легких, молочные железы и меланомы, позволил обнаружить, что мутационный туман является распространенным явлением. «Более половины всех мутаций APOBEC при некоторых видах рака легких или молочной железы вырабатываются механизмом гипермутации, который мы обнаружили», — говорит Дэвид Мас-Понте, первый автор исследования и доктор философии. студент в лаборатории данных генома.

Известно, что некоторые виды рака, такие как рак шейки матки или рак головы и шеи, вызваны вирусами. Тем не менее, это исследование обнаружило мутации, вызванные этой системой APOBEC, не только в этих опухолях, но и в раках, которые в настоящее время не связаны с вирусами. Дальнейшая работа должна прояснить, что запускает систему APOBEC. «Лучшее понимание APOBEC может иметь широкие последствия для лечения рака», — добавляет Мас-Понте.

Статистический метод HyperClust

Мас-Понте и Супек разработали статистический метод, названный HyperClust, который может быстро анализировать большие объемы геномных данных человека, чтобы найти необычные мутационные процессы, которые могут привести к одновременным мутациям, таким как эти случаи мутационного тумана. Этот статистический метод описан в статье, которая была опубликована в Nature Genetics, а также доступна в виде программного обеспечения с открытым исходным кодом в репозитории Github ./p>

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *