Вчені з ВШЕ з'ясували, як з'являються великі мутації в ракових клітинах
Опубликованно 28.06.2019 08:24
МОСКВА, 26 чер – РІА Новини. Система машинного навчання допомогла біологам з ВШЕ з'ясувати, як з'являються великі мутації в геномі людини і як з ними пов'язана структура ниток ДНК. Їх висновки були представлені в журналі BMC Cancer.
"Геноми пухлинних клітин містять різні мутації. Вони можуть бути як поодинокі, так і великі. У першому випадку з ДНК зникає один нуклеотид і замість нього вбудовується іншого. Ми вивчали великі мутації, в яких шматки геному, від двох до декількох мільйонів нуклеотидів, видаляються, перевертаються, копіюються, вставляються в інше місце", — розповідає Марія Попцова з Вищої школи економіки.
Всупереч уявленням обивателів, хромосоми набувають характерну Х-подібну форму і стають добре помітними в мікроскоп тільки під час поділу клітини. Під час інтерфази, періоду спокою, вони втрачають свою форму і перетворюються на своєрідний клубок з тісно переплетених ниток, чий "формат" упаковки і сам факт існування викликає великий інтерес з боку фізиків.
Вчені знайшли можливу причину того, чому куріння викликає рак
Крім завитків, всередині нього присутні й інші структури – шпилькообразные вирости, кулясті порожнечі-"спеклы", а також об'єднання з чотирьох ланцюжків ДНК, так звані G-квадруплексы. Вчені давно намагаються "розплутати" цей брикет і зрозуміти, навіщо клітина упаковує генетичний код подібним чином і як розташовані всередині нього різні гени, життєво важливі для функціонування всіх тканин тіла.
Попцова і її колеги з'ясували, що ці структури відіграють важливу роль у формуванні великих мутацій в геномі, проаналізувавши те, де зустрічаються і до яких наслідків приводили подібні перестановки в ДНК, виявлені в клітинах ракових хворих.
У загальній складності, генетики проаналізували понад 487 тисяч мутацій, знайдених в двох тисячах пухлин і каталогізованих в базі даних проекту International Cancer Genome Consortium. Ця велика колекція допомогла вченим не тільки зрозуміти, звідки беруться мутації, але і з'ясувати, які типи таких змін були характерні для різних видів раку.
В цілому, як показав цей аналіз, великі зрушення в структурі геному найчастіше відбувалися всередині двох типів структур, G-квадруплексов і шпильок. При цьому мутації в цих регіонах зустрічалися з дуже різною частотою для кожного типу пухлини.
Приміром, "помилки" в шпильках частіше стають причиною появи лейкозу, раку мозку, печінки і передміхурової залози, а пошкодження квадруплексов призводять до розвитку карциноми яєчника, меланоми, раку грудей, кісток і підшлункової залози.
Що цікаво, ймовірність появи мутації залежала не тільки від структури ДНК, але і від того, як була влаштована білкова "упаковка" генома в тій точці, де знаходяться шпильки або G-квадруплексы. Зміни в її структурі, як показали російські дослідники, не тільки підвищує або знижує те, як часто клітина читає той чи інший ген, але і впливає на ймовірність розвитку раку.
Ці особливості структури та упаковки геному, як вважають Попцова і її колеги, можна використовувати для того, щоб боротися з пухлинами або запобігати їх появі. Наприклад, підвищення міцності G-квадруплексов може позбавити ракові клітини можливості нескінченно розмножуватися, так як вони не зможуть подовжити кінцеві ділянки хромосом, де ці структури зустрічаються особливо часто.
3 квітня, 14:42Вчені з "Сколтеха" з'ясували, навіщо клітина будує "паркани" всередині ядра
Категория: Новости