Saskaņā ar jaunu pētījumu vēža šūnas var būt parādā daļu no viņu destruktīvās dabas unikālajai, "virtula formas" DNS.
Pētījumā, kas šodien (20. novembrī) publicēts žurnālā Nature, tika atklāts, ka dažās vēža šūnās DNS neiepakojas pavedienam līdzīgās struktūrās, kā tas notiek veselās šūnās - drīzāk ģenētiskais materiāls saliecas gredzenā - piemēram, forma, kas vēzi padara agresīvāku.
"DNS sniedz informāciju ne tikai secībā, bet arī formā," sacīja līdzvecākais autors Pols Mičels, Kalifornijas universitātes San Diego patoloģijas profesors.
Kā jūs varbūt atceraties no bioloģijas klases, lielākā daļa mūsu DNS ir cieši iesaiņoti šūnas kodolos struktūrās, kas pazīstamas kā hromosomas. Gandrīz visās šūnās ir 23 hromosomu pāri, no kuriem katrs sastāv no apmēram 6 pēdu (1,82 metru) DNS, kas cieši savīti ap olbaltumvielu grupām, kuras kalpo kā sastatnes.
Šī uz ievārījumu pildītā struktūra ļauj dažiem gēniem piekļūt molekulām, kuras "lasa" un veic ģenētiskās instrukcijas, bet citi gēni paliek paslēpti. Kā rezultāts ir stingri regulēta iekārta, kas neļauj šūnai veikt nevēlamas ģenētiskas instrukcijas un nepareizi replicēties (radīt jaunas “meitas šūnas”).
"Viss, ko esam iemācījušies par ģenētiku, saka, ka izmaiņām vajadzētu būt lēnām," Misčels stāstīja Live Science. Bet pirms gadiem Misčels un viņa komanda atklāja, ka noteikta veida smadzeņu vēzē, ko sauc par glioblastomu, audzēji "šķita spējīgi mainīties ar ātrumu, kam vienkārši nebija nekādas jēgas". Šķiet, ka audzēja šūnas, sadaloties meitas šūnās, kaut kā pastiprina onkogēnu - gēnu, kas var pārveidot parasto šūnu vēža šūnu - ekspresiju.
Izrādījās, ka daži no šiem pastiprinātajiem onkogēnu eksemplāriem bija "atdalījušies no hromosomām", sacīja Mišels. Pēc papīra, ko autori publicēja žurnālā Science 2014. gadā, viņi bija atdalījušies no hromosomām, un viņi piekarināja citus DNS gabalus šūnas iekšpusē. Pēc tam viņi atklāja, ka šie “ekstrahromosomu” DNS gabali (ecDNA) faktiski notiek gandrīz pusei cilvēku vēža, bet reti sastopami veselās šūnās, atklājums, par kuru autori ziņoja žurnālā Nature 2017. gadā publicētajā rakstā.
Šajā jaunajā pētījumā viņi izdomāja, kāpēc ecDNA ir tik spēcīga. Attēlveidošanas un molekulārās analīzes kombinācija atklāja, ka šie DNS gabali tiek apvilkti ap olbaltumvielām gredzena formā, līdzīgi kā baktērijās atrodamajā apļveida DNS.
Šī gredzena forma šūnas mašīnām padara daudz vieglāku piekļuvi lielai daļai ģenētiskās informācijas - ieskaitot onkogēnus -, lai tā varētu tos ātri transkribēt un izteikt (piemēram, uzdot veselīgai šūnai pārvērst vēzi), sacīja Mišels. Šī vienkāršā pieejamība ļauj audzēja šūnām ģenerēt lielu daudzumu audzēju veicinošo onkogēnu, ātri attīstīties un viegli pielāgoties mainīgajai videi.
Vēl vairāk, pētnieki atklāja, ka atšķirībā no veselām šūnām, kas regulāri un paredzamā veidā sadala savus gēnus meitas šūnās, šīs vēža šūnas izplata savu ecDNS izlases veidā. Tas ir kā "rūpnīca tonnu un tonnu onkogēnu sūknēšanai", kā rezultātā dažas meitas šūnas saņem vairākas onkogēnu kopijas vienā šūnu dalījumā, sacīja Misčels.
"Šis ir ļoti aizraujošs pētījums," sacīja Feng Yue, Ziemeļrietumu universitātes Lurie vēža centra vēža genomikas centra direktors, kurš nebija iesaistīts pētījumos. "Šis darbs atspoguļo to, kā ecDNA veicina cilvēka vēža onkoģenēzes progresu."
Mischel un daži citi pētījuma autori ir uzņēmuma Boundless Bio Inc. līdzdibinātāji, uzņēmums, kas pēta terapiju, kas balstīta uz e-DNS. Pētījuma līdzautore Vineet Bafna ir arī līdzdibinātāja, un tai ir līdzdalība kapitālā uzņēmumā Digital Proteomics, taču autori apgalvo, ka neviens uzņēmums nebija iesaistīts šajā pētījumā.
