В беспрецедентном пан-раковом анализе целых геномов исследователи из Института онкологических исследований Онтарио (OICR) обнаружили новые области некодирующей ДНК, которые при изменении могут привести к росту и прогрессированию рака. Результаты исследования, опубликованного в научном журнале Molecular Cell, раскрывают механизмы прогрессирования заболевания, которые могут привести к новым направлениям исследований и, в конечном итоге, к улучшению диагностических тестов и эффективной терапии.
Материалы и методы обследования
Предыдущие исследования были сосредоточены на 2% генома, кодирующего белки, известных как гены. В новом исследовании были проанализированы паттерны мутаций в обширных некодирующих областях человеческой ДНК, которые контролируют, когда и как активируются гены. Ученые выполнили эксперименты по редактированию генома CRISPR-Cas9 и провели функциональные эксперименты на клеточных линиях человека, чтобы исследовать свойства, способствующие развитию рака, в некодирующей области.
Результаты научной работы
«Мутации, вызывающие рак, являются относительно редкими в больших некодирующих областях, которые зачастую находятся далеко от генов, что создает серьезные проблемы для систематического анализа данных», – объясняет автор исследования Юри Рейманд (Jüri Reimand). «Опираясь на новые статистические инструменты и данные о секвенировании всего генома более чем 1800 пациентов, мы нашли доказательства новых молекулярных механизмов, которые могут вызывать рак».
Исследовательская группа проанализировала более 100 000 участков генома у каждого пациента, сосредоточив внимание на часто пропускаемых некодирующих областях, которые взаимодействуют с генами через трехмерный геном. Ученые спрогнозировали, что 1 из 30 обнаруженных ключевых областей сыграет значительную роль в регуляции известного противоопухолевого гена в раковых клетках, несмотря на то, что расстояние между генами в геноме составляет более 250 000 пар оснований.
«Изучение некодирующего генома действительно важно, потому что эти обширные участки регулируют наши гены и могут включать и выключать их. Мутации в этих участках могут привести к тому, что регуляторные переключатели будут действовать неправильно и потенциально вызывать или способствовать прогрессированию рака», – Юри Рейманд. «Мы показали, что наш метод, называемый ActiveDriverWGS, может определить конкретные области, которые важны для роста рака».
Авторы другого исследования утверждают, что носители гена муковисцидоза подвержены повышенному риску развития различных заболеваний.
